题目内容

18.某同学设计了如图的实验装置验证动量守恒定律.具体设计步骤如下:
A.用天平称出A、B两个小球的质量mA、mB;
B.用细线将A、B连接,使A、B间的弹簧压缩(弹簧长度较小且不与小球拴接),放在桌面上的指定位置;
C.剪断细线,两个小球在桌面上滑行后由两侧飞出桌边并落在地面上,记录小球落地点;
D.测量相应物理量,记录数据并进行验证.
(1)关于上述实验需要注意的事项,下列说法正确的有A
A.桌面尽可能光滑
B.桌面不需要调节水平
C.两小球的密度要相同
(2)实验中需要用到的测量工具有:天平和刻度尺
(3)实验中需要测量的物理量是(写出测量物理量的名称和字母):
A球质量mA、A球的水平位移xOMB球质量mB、B球的水平位移xPN
(4)上述测得的物理量,在实验误差允许的范围内,满足关系式0=mAxOM-mBxPN,即可验证动量守恒定律.

分析 (1)明确实验原理,从而确定实验方法,明确实验中的注意事项;
(2)根据实验数据处理的方法可确定应需要的测量工具;
(3)知道实验中测量两球离开时的速度方法,根据平抛运动规律可将速度转化为对应的水平位移进行分析计算;
(4)根据实验原理进行分析,从而确定出实验中对应的表达式.

解答 解:(1)A、根据实验原理可知,本实验用两小球平抛运动的位移来分析两球离开弹簧时的速度,如果小球受摩擦力则速度误差过大,所以应让桌面尽量光滑;故A正确;
B、为了让小球的速度尽量不发生改变,桌面应水平,故B错误
C、对于两小球的密度没有要求,故C错误;
(2)本实验需要测量两小球的水平位移,因此需要用到刻度尺;
(3)为了确定两小球离开时的速度,本实验中应测量两小球做平抛运动的距离;即A球平抛水平距离xOM;B球平抛水平距离xPN
(4)如果两小球在分开过程中动量守恒,设向左为正方向;则有:
0=mAvA-mBvB
而两小球离开桌面做平抛运动的时间相等,所以有:
0=mAvAt-mBvBt
则有:0=mAxOM-mBxPN
故答案为:(1)A;(2)刻度尺;(3)A球平抛水平距离xOM;B球平抛水平距离xPN;(4)0=mAxOM-mBxPN

点评 本题考查验证动量守恒定律实验的实验原理以及方法,要注意正确分析题意,明确实验中对应的原理才能准确求解,注意本实验中平抛运动规律的准确应用.

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