题目内容

16．利用动量守恒定律测量滑块与桌面间的动摩擦因数μ，用如图所示的装置进行实验，实验只提供天平、刻度尺等器材：
A、先测出滑块A、B的质量M、m，查出当地的重力加速度g．
B、用细线将滑块A、B连接，使A、B间的弹簧压缩，滑块B紧靠在桌边．
C、剪断细线，测出滑块B做平抛运动落地时到重锤线的水平位移s1和滑块A沿桌面滑行距离s2．
（a）为验证动量守恒，写出还须测量的物理量及表示它的字母：桌面离地面高度h
（b）动量守恒的表达式为：$M\sqrt{2μg{S_2}}=m{s_1}\sqrt{\frac{g}{2h}}$（用上述物理量的字母表示，表达式中可包含动摩擦因数μ）．
（c）根据（b）中表达式计算出滑块与桌面间的动摩擦因数μ．

分析 验证释放弹簧过程中的动量守恒，应测出两滑块的速度，B离开水平面后做平抛运动，为求出B的初速度，应测出B的水平位移与桌面到地面的高度；应用平抛运动规律与动能定理求出滑块的速度，然后求出其动量．

解答 解：（1）B离开水平面后做平抛运动，为求出其初速度，应测出桌面距地面的高度h；
（2）B离开桌面后做平抛运动，在竖直方向上：h=$\frac{1}{2}$gt2，
水平方向s1=vBt，
解得vB=s1$\sqrt{\frac{g}{2h}}$，
A离开弹簧后，在水平桌面上做匀减速直线运动，最后静止，
由动能定理得：-μMgs2=0-$\frac{1}{2}$MvA2，解得vA=$\sqrt{2μg{s}_{2}}$，
如果动量守恒，则MvA-mvB=0，即：$M\sqrt{2μg{S_2}}=m{s_1}\sqrt{\frac{g}{2h}}$ 
（3）若在已知动量守恒的前提下，由上式得滑块与桌面间的动摩擦因数：
$μ=\frac{{m}^{2}{s}_{1}^{2}}{{4M}^{2}{s}_{2}h}$
故答案为：（1）桌面离地面高度h；（2）$M\sqrt{2μg{S_2}}=m{s_1}\sqrt{\frac{g}{2h}}$；（3）$\frac{{m}^{2}{s}_{1}^{2}}{{4M}^{2}{s}_{2}h}$．

点评 本题考查了验证动量守恒定律实验，根据题意知道实验原理是正确解题的前提与关键，应用平抛运动规律、动能定理即可正确解题．

练习册系列答案
相关题目
6．关于重力下列说法中正确的是（　　）
A．重力的方向总是垂直于接触面的
B．重力的施力物体是地球
C．重力的大小可以用弹簧测力计和杆秤直接测量
D．把物体放在水平支持物上，静止时物体对水平支持物的压力就是物体所受到的重力
7．关于动量的概念，下列说法中正确的是（　　）
A．动量大的物体，惯性一定大
B．动量大的物体，运动一定快
C．动量相同的物体，运动方向一定相同
D．动量相同的物体，动能也一定相同
4．如图所示的皮带传动装置，大轮A半径是小轮B半径的两倍，C在半径OA的中点，传动过程中皮带不打滑，则下列结论错误的是（　　）
A．线速度大小vA=vBB．A、B、C线速度之比为2：2：1
C．角速度ωA=ωCD．A、B、C角速度之比为2：2：1
11．下列说法正确的是（　　）
A．已知“人造太阳”项目中获得能量的原理与太阳释放光热的原理相同，则二者均是原子核的裂变反应
B．一块纯净的含放射性元素的矿石，经过两个半衰期以后，它的总质量仅剩与四分之一
C．对于同种金属产生光电效应时，逸出光电子的最大初动能Ek与照射光的频率成线性关系
D．玻尔将量子观念引入原子领域，成功地解释了氢原子光谱的特征
E．由不同元素对α粒子散射的实验数据可以确定各种元素原子核的电荷量Q和估算原子核的半径大小
1．“太空粒子探测器”是安装在国际空间站上的一种粒子物理试验设备，用于探测宇宙中的奇异物质．该设备的原理可简化如下：如图所示，辐射状的加速电场区域边界为两个同心平行半圆弧面MN和M′N′，圆心为O，弧面MN与弧面M′N′间的电势差设为U，在加速电场的右边有一宽度为L的足够长的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，磁场的右边界放有一足够长的荧光屏PQ．假设太空中漂浮着质量为m，电荷量为q的带正电粒子，它们能均匀地吸附到MN圆弧面上，并被加速电场从静止开始加速，不计粒子间的相互作用和其它星球对粒子引力的影响．
（1）若测得粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为$\frac{L}{2}$，试求出U；
（2）若取U=$\frac{{q{B^2}{L^2}}}{2m}$，试求出粒子从O点到达荧光屏PQ的最短时间；
（3）若测得粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为$\frac{2}{3}$L，试求荧光屏PQ上发光的长度．
8．如图所示，一倾角θ=37°、高h=2.7m的斜劈放在光滑水平面NAC上，与竖直面BC紧密接触，一物块（可看作质点）从斜面顶端由静止释放，在A点进入水平面后与固定在竖直MN上的轻弹簧接触后被反弹，回到A点时速度为6m/s．若从AB面进入水平面、与弹簧接触过程及再由水平进入AB时均没有能量损失，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．求：
（1）物块与斜面间的动摩擦因数；
（2）物块被弹簧第一次反弹后从A点滑上斜面到离开斜面的时间；
（3）若物块质量m=2.0kg，斜劈的质量M=5.0kg，物块沿斜面上滑过程中斜劈对水平地面AC及对竖直面BC的压力大小．
5．如图，光滑的水平面AB与光滑的半圆形轨道相接触，直径BC竖直，圆轨道半径为R一个质量为m的物体放在A处，AB=2R，物体在水平恒力F的作用下由静止开始运动，当物体运动到B点时撤去水平外力之后，物体恰好从圆轨道的顶点C水平抛出．物块运动过程中空气阻力不计试求：
（1）水平力F？
（2）物体在B点和C点对轨道的压力差？
6．下列说法正确的是（　　）
A．实物粒子运动时不会具有波动性
B．黑体辐射强度的极大值随温度升高向波长较长的方向移动
C．裂变反应有质量亏损，质量数不守恒
D．γ射线是一种波长很短的电磁波

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网