题目内容

【题目】冲击摆是用来测量子弹速度的一种简单装置。如图所示,将一个质量很大的砂箱用轻绳悬挂起来,一颗子弹水平射入砂箱,砂箱发生摆动。若子弹射击砂箱时的速度为v,测得冲击摆的最大摆角为,砂箱上升的最大高度为h,则当子弹射击砂箱时的速度变为2v时,下列说法正确的是

A. 冲击摆的最大摆角将变为2

B. 冲击摆的最大摆角的正切值将变为2tan

C. 砂箱上升的最大高度将变为2h

D. 砂箱上升的最大高度将变为4h

【答案】D

【解析】根据动量守恒定律: ;沙箱(包括子弹)向上摆动到最高点时: ,解得: ,故当子弹的速度加倍时,冲击摆的最大摆角不等于2θ,由数学知识可知,冲击摆的最大摆角的正切值也不是变为2tan,选项AB错误;由可得: 则当v加倍时,砂箱上升的最大高度将变为4h,选项D正确,C错误;故选D.

练习册系列答案
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【题目】某同学用如图所示装置来验证动量守恒定律,相应的操作步骤如下:

A.将斜槽固定在桌面上,使斜槽末端保持水平,并用“悬挂重锤”的方法在水平地面上标定斜槽末端正下方的O点.

B.取入射小球a,使之自斜槽上某点静止释放,并记下小球a的落地点P1;

C.取被碰小球b,使之静止于斜槽末端,然后让小球a自斜槽上同一点由静止释放,运动至斜槽末端与小球b发生碰撞,并记下小球a的落地点M和小球b的落地点N;

D.测量有关物理量,并利用所测出的物理量做相应的计算,以验证a、b两小球在碰撞过程中所遵从的动量守恒定律.

(1)在下列给出的物理量中,本实验必须测量的有_____(填写选项的序号).

①小球a的质量m1和小球b的质量m2;

②小球a在斜槽上的释放点距斜槽末端的竖直高度h;

③斜槽末端距水平地面的竖直高度H;

④斜槽末端正下方的O点距两小球落地点P、M、N的水平距离OP、OM、ON;

⑤小球a自斜槽上某点处由静止释放直至离开斜槽末端所经历的时间t0;

⑥小球a、b自离开斜槽末端直至落地经历的时间t.

(2)步骤C和步骤B中小球a的释放点相同的原因__________;步骤B和步骤C中选取入射小球a的质量m1和被碰小球b的质量m2间的关系应该为m1____m2(填“>”或“<”).

(3)实验中所测量的物理量之间满足关系式______________________,就可证实两小球在碰撞过程中遵从动量守恒定律.

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