题目内容
19.某实验小组设计了如图甲所示的理论装置验证“碰撞中的动量守恒”.用一飞行的子弹击穿旋转的纸筒后,击中放在桌边缘的木块并停留在其中,忽略子弹击穿纸筒时能量的损失.现测得纸筒转动的角速度为ω,半径为R.子弹从A点穿入,在纸筒旋转一周后从B点穿出,∠A′OB=θ(如图乙所示).桌面高度为h,子弹与木块的水平射程为s,子弹与木块的质量分别为m1、m2.(1)验证动量是否守恒只需判断m1$\frac{2ωR}{2π+θ}$和(m1+m2)s$\sqrt{\frac{g}{2h}}$是否相等即可.(填题中所给已知量表示的代数式)(2)该实验装置在实际操作过程中是否可行?不可行;子弹飞行的速度很大,
危险性大;子弹的测速只能粗略测量;子弹穿过纸筒
转过的圈数不便于计数.(并回答可行或不可行的原因).
分析 根据子弹在圆桶中的运动情况并分析圆桶转动时间,由速度公式可求得子弹的速度;再对子弹和木块由动量守恒定律可明确需要验证的表达式;
根据实验原理及方法分析是否可行.
解答 解:(1)纸桶转动的时间t=$\frac{2π+θ}{ω}$;
子弹的速度v=$\frac{2ωR}{2π+θ}$;
子弹与木块做平抛运动;
根据平抛运动规律可知:
整体下落的时间′=$\sqrt{\frac{2h}{g}}$;子弹和木块的共同速度v=$\frac{s}{t′}$=s$\sqrt{\frac{g}{2h}}$;
则根据动量守恒定律可知:
故只需验证m1$\frac{2ωR}{2π+θ}$和(m1+m2)s$\sqrt{\frac{g}{2h}}$是否相等即可.
(2)实际操作过程中是不可行的.因为子弹飞行的速度很大,
危险性大;子弹的测速只能粗略测量;子弹穿过纸筒
转过的圈数不便于计数.
故答案为:(1)m1$\frac{2ωR}{2π+θ}$;(m1+m2)s$\sqrt{\frac{g}{2h}}$;
(2)不可行;
子弹飞行的速度很大,
危险性大;子弹的测速只能粗略测量;子弹穿过纸筒
转过的圈数不便于计数.
点评 本题为验证动量守恒的探究性实验,解题的关键在于正确分析实验原理,能利用所学规律进行分析,明确子弹的运动过程所涉及到的物理规律的应用.
练习册系列答案
相关题目
10.在如图所示实验中,平行板电容器原来不带电,下列说法正确的是( )

| A. | 开关接1时,电容器充电,上极板将带正电 | |
| B. | 开关接1时,电容器充电,上极板将带负电 | |
| C. | 开关由1接2时,电容器放电,电流方向为顺时针 | |
| D. | 开关由1接2时,电容器不会放电,上下极板电量保持不变 |
14.下列说法,正确的是( )
| A. | 两个物体之间只要有摩擦力就会有弹力 | |
| B. | 放在桌面上的物体受到的支持力是由于物体发生形变而产生的 | |
| C. | 滑动摩擦力的方向总是和物体的运动方向相反 | |
| D. | 形状规则的物体的重心必与其几何中心重合 |
4.
如图所示,有一金属块放在垂直于表面C的匀强磁场中,磁感应强度B,金属块的厚度为d,高为h.当有稳恒电流I平行于平面C的方向通过时,由于磁场力的作用,金属块上下两面M、N将出现电势差.若已知M、N上的电势分别为φM、φN,那么,该金属块中单位体积内参与导电的自由电子数目可以表示为( )
| A. | $\frac{BI}{ed}$($\frac{1}{{φ}_{N}-{φ}_{M}}$) | B. | $\frac{BI}{eh}(\frac{1}{{{φ_N}-{φ_M}}})$ | C. | $\frac{ed}{BI}({φ_N}-{φ_M})$ | D. | $\frac{eh}{BI}({φ_M}-{φ_N})$ |
11.
如图所示,平行板电容器两极板A和B分别与电源的正、负极相连且A板接地,P为两极板间的一点.现保持B板不动,将A板慢慢向上平移到图中虚线所示的位置,这时( )
| A. | 电容器两极板间的电势差减小 | |
| B. | P点的场强增大 | |
| C. | P点的电势降低 | |
| D. | 固定在P点的负电荷的电势能将增大 |
8.对于一个确定的电容器的电容正确的理解是( )
| A. | 电容与带电量成正比 | |
| B. | 电容与电势差成反比 | |
| C. | 对确定的电容器,每板带电量增加,两板间电势差必增加 | |
| D. | 电容器带电量越大时,电容越大 |
9.一个学生在160米跑测验中,测得他在50m处的瞬时速度是6m/s,16s末到达终点时的瞬时速度是15.5m/s,则全程内的平均速度大小是( )
| A. | 6m/s | B. | 10 m/s | C. | 12m/s | D. | 15.5m/s |