题目内容

某同学用如图1所示装置探究A、B两球在碰撞中动量是否守恒．该同学利用平抛运动测量两球碰撞前后的速度，实验装置和具体做法如下，图中PQ是斜槽，QR为水平槽．实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滑下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹．重复上述操作10次，得到10个落点痕迹．再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置G由静止开始滑下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹．重复这种操作10次，并画出实验中A、B两小球落点的平均位置．图中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点．其中米尺水平放置，且平行于G、R、O所在的竖直平面，米尺的零点与O点对齐．精英家教网
（1）为了使两球碰撞为一维碰撞，所选两球的直径关系为：A球的直径
 
B球的直径（“大于”、“等于”或“小于”）；为减小实验误差，在两球碰撞后使A球不反弹，所选用的两小球质量关系应为mA
 
mB（选填“小于”、“大于”或“等于”）；
（2）在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量？答：
 
（填选项号）．
A．水平槽上未放B球时，测量A球落点位置到O点的距离
B．A球与B球碰撞后，测量A球与B球落点位置到O点的距离
C．A球和B球在空间飞行的时间
D．测量G点相对于水平槽面的高度
（3）已知mA：mB=2：1，E、F、J是实验中小球落点的平均位置，请你根据该同学实验中所选小球和实验的记录纸判断，A球没有碰撞B球时的落点是
 
点（在E、F、J三个落点中选填），A球与B球碰撞后A球的落点是
 
点（在E、F、J三个落点中选填）．
该同学通过实验数据说明在实验中A、B两球碰撞中动量守恒，
请你用图2中的字母写出该同学判断动量守恒的表达式是
 
．
分析：（1）为了实现对心碰撞，两球的直径需相同，为零使碰撞后A球不反弹，则A球的质量大于B球的质量．
（2）根据实验的原理确定需要测量的物理量．
（3）根据碰撞前后小球的速度大小确定落点的位置．根据动量守恒列出表达式．
解答：解：（1）为了使两球碰撞为一维碰撞，即实现对心碰撞，则A球的直径等于B球的直径．
在小球碰撞过程中水平方向动量守恒定律，故有mAv0=mAv1+mBv2
在碰撞过程中动能守恒，故有
1
2
mAv02=
1
2
mAv12+
1
2
mBv22
联立解得v1=
mA-mB
mA+mB
v0，要碰后入射小球的速度v1＞0，即mA-mB＞0，故mA＞mB．
（2）根据动量守恒有：mAv0=mAv1+mBv2，因为v0=
x1
t
，v1=
x2
t
，v2=
x3
t
．因为时间相同，可以用水平位移代替速度，所以需要测量水平槽上未放B球时，A球落点位置到O点的距离，A球与B球碰撞后，A球与B球落点位置到O点的距离．故A、B正确．
故选：AB．
（3）A球与B球碰后，A球的速度减小，可知A球没有碰撞B球时的落点是F点，A球与B球碰撞后A球的落点是E点．用水平位移代替速度，动量守恒的表达式为：
mAOF=mAOE+mBOJ．
故答案为：（1）等于，大于 （2）AB． （3）F，E，mAOF=mAOE+mBOJ
点评：本题关键明确验证动量守恒定律实验的实验原理，注意等效替代在实验中的运用．
练习册系列答案
相关题目
（2005?南京三模）某同学采用如图甲所示的电路测定电池电动势和内阻．除待测电池外，提供的器材有：电压表，电流表，滑动变阻器，开关和导线若干．
（1）请按图甲所示的电路，将图乙中的实物图连接成实验电路．
（2）丙图是根据测量结果作出的I-U 图线，则由图线可知该电池的电动势为E1=
1.5
1.5
V，内阻为r1=
0.2
0.2
Ω．
（3）我们都有过这样的体验：手电筒里的两节干电池用久了以后，灯泡发红光，这是我们常说的“电池没电了”．有人为了“节约”，在手电筒里装一节新电池和一节旧电池搭配使用．已知新电池的电动势E1=1.5V、内阻r1=0.2Ω；旧电池的电动势E2=1.5V；内阻r2=6.8Ω；小灯泡上标有“3V 3W”，
且电阻不随温度变化．则手电筒工作时电路中旧电池提供的电功率为
0.45
0.45
W，它本身消耗的电功率
0.612
0.612
W．（已知两电池串联的总电动势等于两电池的电动势之和）
根据计算结果，你认为新旧电池搭配使用的做法是否合理
不合理
不合理
（填“合理”或“不合理”）．
（2013?日照一模）（1）某同学在研究“对不同物体做相同功情况下，物体质量与速度的关系”时，提出了以下四种猜想：
A．m∞υ
B．m∞
1
υ

C．m∞υ2
D.m∞
1
υ2

为验证猜想的正确性，该同学用如图1所示的装置进行实验：将长木板平放在水平桌面上，木块固定在长木板一端，打点计时器固定在木块上，木块右侧固定一轻弹簧，用连接纸带的小车压缩弹簧至长木板的虚线处由静止释放，打点计时器在纸带上打下一系列点，选取点迹均匀的一部分纸带，计算出小车匀速运动的速度υ1，测出小车的质量m1；然后在小车上加砝码，再次压缩弹簧至木板虚线处由静止释放小车，计算出小车和砝码匀速运动的速度υ2，测出小车和砝码的总质量m2：再在小车上加砝码，重复以上操作，分别测出υ3、m3…．

①每次实验中，都将小车压缩弹簧至长木板的虚线处由静止释放，目的是
小车获得相同的动能（弹簧对小车做功相同）
小车获得相同的动能（弹簧对小车做功相同）
；若要消除每次实验中小车和纸带受到的阻力对小车运动的影响，应进行的实验操作是
垫高木板固定打点计时器的一端，使小车连同纸带一起在木板上匀速运动（平衡摩擦力）
垫高木板固定打点计时器的一端，使小车连同纸带一起在木板上匀速运动（平衡摩擦力）
．
②某次实验采集的五组数据如表：由表格数据直观判断，明显不正确的两个猜想是A、B、C、D中的
AC
AC
；若对某个猜想进行数据处理并作图，画出了如图2所示的图象，则图中的横坐标应是
1
v2
1
v2
．
m/kg 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50
v/（m?s-1） 1.000 0.707 0.577 0.500 0..447
（2）冬、春季节降水量少，广东沿海附近江河水位较低，涨潮时海水倒灌，出现“咸潮”现象，使沿海地区的城市自来水中的离子浓度增高，电阻率变小，水质受到影响．某同学设计了一个监测河水电阻率的实验．在一根均匀长度玻璃管两端分别装上橡胶塞和铂电极，如图3所示，两电极相距L=0.314m，管内充满待测的河水．安装前用游标卡尺测量玻璃管的内径，测量结果如图4所示．
为测管内河水电阻供选器材有：
电压表V1：量程15V，内阻约30kΩ
电压表V2：量程3V，内阻约10kΩ
电流表A1：量程0.6A，内阻约0.5Ω
电流表A2：量程150mA，内阻约10Ω
滑动变阻器甲：最大值为10Ω，额定电流足够大
滑动变阻器乙：最大值为1kΩ，额定电流足够大
电源E1：电动势15V，内阻6Ω
电源E2：电动势3V，内阻2Ω
开关、导线若干．
该同学选用以上部分器材测出了9组数据，并在坐标系中标出，如图5所示．
①据图（2）读出玻璃管的内径d=
6.70
6.70
mm．
②实验时，所选用的电压表为
V1
V1
（填“V1”或“V2”），所选用的电流表为
A2
A2
（填“A1”或“A2”），所选的滑动变阻器为
甲
甲
（填“甲”或“乙”），所选的电源为
E1
E1
（填“E1”或“E2”）．
③在答题卡的虚线框内画出该实验的原理图．
（1）某同学利用如图1所示的实验装置来“验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒”．
①请完善以下实验步骤：
a．用游标卡尺测遮光条的宽度，多次测量取平均值L；
b．实验时，先接通气源，再调节气垫导轨，使导轨处于水平位置；
c．将滑块从图示位置由静止释放，读出遮光条通过光电门的时间△t；
d．计算出滑块通过光电门的速度v=
 
（用上述测量出的物理量表示）．
②实验中还需要测量的物理量有：钩码的质量m、
 
和
 
（用文字说明和相应字母表示）．
③本实验通过比较
 
和
 
，在实验误差允许的范围内相等（用测量的物理量符号表示），从而验证了系统的机械能守恒．
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（2）某同学想测量某导电溶液的电阻率，先在一根均匀的长玻璃管两端各装了一个电极（接触电阻不计），两电极相距L=0.700m，其间充满待测的导电溶液．用如下器材进行测量：
电压表（量程l5V，内阻约30kΩ）；     电流表（量程300μA，内约50Ω）；
滑动变阻器（10Ω，1A）；              电池组（电动势E=12V，内阻r=6Ω）；
单刀单掷开关一个、导线若干．
下表是测量通过管中导电液柱的电流及两端电压的实验数据．实验中用20分度的游标卡尺测量了玻璃管的内径，结果如图3所示．
U/V 0 1.0 3.0 5.0 7.0 9.0 11.0
I/μA 0 22 65 109 155 175 240
根据以上所述请回答下面的问题：
①玻璃管内径d=
 
mm．
②请在图2中补画出未连接的导线．
③根据表数据在图4坐标中已描点，请作出U-I图象，由图象求出电阻R=
 
Ω（结果保留2位有效数字）．
④计算该导电溶液的电阻率表达式是：ρ=
 
 （用R、d、L表示）．
（2006?湖北模拟）某同学在做《自来水电阻率的测定》课题时，先在一根均匀的长玻璃管两端各装了一个电极，用如图1所示电路进行测量．两电极相距L=0.700m，其间充满待测的自来水．图中器材如下：

电压表（量程15V，内阻约30kΩ）、电流表（量程300μA，内阻约50Ω）、滑动变阻器（100Ω，1A）、电池组（电动势E=12V，内阻r=6Ω）、单刀单掷开关一个、导线若干．
表是他测量通过管中自来水柱的电流及两端电压的实验数据．实验中他还用20分度的游标卡尺测量了玻璃管的内径，结果如图2所示
U/V 1.0 3.0 5.0 7.0 9.0 11.0
I/μA 22 65 109 155 190 240
根据以上材料请回答下面的问题：
（1）玻璃管内径d的测量值为
3.075
3.075
cm；
（2）根据表1数据在图3坐标中作出U-I图象，根据图象求出电阻R=
4.6×104
4.6×104
Ω；
（3）用直接测量值计算自来水电阻率的公式是ρ=
πUd2
4IL
πUd2
4IL
，测量值为
49
49
Ω?m（保留两位有效数字）；
（4）请在虚线框内画出测量自来水电阻的电路图．
（1）某同学在研究“对不同物体做相同功情况下，物体质量与速度的关系”时，提出了以下四种猜想：
A．m∞υ
B．
C．m∞υ2
D.
为验证猜想的正确性，该同学用如图1所示的装置进行实验：将长木板平放在水平桌面上，木块固定在长木板一端，打点计时器固定在木块上，木块右侧固定一轻弹簧，用连接纸带的小车压缩弹簧至长木板的虚线处由静止释放，打点计时器在纸带上打下一系列点，选取点迹均匀的一部分纸带，计算出小车匀速运动的速度υ1，测出小车的质量m1；然后在小车上加砝码，再次压缩弹簧至木板虚线处由静止释放小车，计算出小车和砝码匀速运动的速度υ2，测出小车和砝码的总质量m2：再在小车上加砝码，重复以上操作，分别测出υ3、m3…．

①每次实验中，都将小车压缩弹簧至长木板的虚线处由静止释放，目的是______；若要消除每次实验中小车和纸带受到的阻力对小车运动的影响，应进行的实验操作是______．
②某次实验采集的五组数据如表：由表格数据直观判断，明显不正确的两个猜想是A、B、C、D中的______；若对某个猜想进行数据处理并作图，画出了如图2所示的图象，则图中的横坐标应是______．
m/kg0.100.200.300.400.50
v/1.0000.7070.5770.5000..447
（2）冬、春季节降水量少，广东沿海附近江河水位较低，涨潮时海水倒灌，出现“咸潮”现象，使沿海地区的城市自来水中的离子浓度增高，电阻率变小，水质受到影响．某同学设计了一个监测河水电阻率的实验．在一根均匀长度玻璃管两端分别装上橡胶塞和铂电极，如图3所示，两电极相距L=0.314m，管内充满待测的河水．安装前用游标卡尺测量玻璃管的内径，测量结果如图4所示．
为测管内河水电阻供选器材有：
电压表V1：量程15V，内阻约30kΩ
电压表V2：量程3V，内阻约10kΩ
电流表A1：量程0.6A，内阻约0.5Ω
电流表A2：量程150mA，内阻约10Ω
滑动变阻器甲：最大值为10Ω，额定电流足够大
滑动变阻器乙：最大值为1kΩ，额定电流足够大
电源E1：电动势15V，内阻6Ω
电源E2：电动势3V，内阻2Ω
开关、导线若干．
该同学选用以上部分器材测出了9组数据，并在坐标系中标出，如图5所示．
①据图（2）读出玻璃管的内径d=______mm．
②实验时，所选用的电压表为______（填“V1”或“V2”），所选用的电流表为______（填“A1”或“A2”），所选的滑动变阻器为______（填“甲”或“乙”），所选的电源为______（填“E1”或“E2”）．
③在答题卡的虚线框内画出该实验的原理图．

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