某同学设计了图示的装置来难证动量守恒定律:将质量为mA的钢球A用长为L的细绳栓好悬于O点.质量为mB(mB＜mA)的钢球B放在与O在同一竖直线上.距地面高度为H的支柱上.且与悬点的距离也是L．现将球A拉至细线与竖直方向夹角为α处由静止释放.当A摆到最低点时恰与B球发生对心碰撞．碰撞后.A球将轻质指针C推移到与竖直方向的夹角为β处.B球落到地面上� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

某同学设计了图示的装置来难证动量守恒定律：将质量为m_A的钢球A用长为L的细绳栓好悬于O点，质量为m_B（m_B＜m_A）的钢球B放在与O在同一竖直线上、距地面高度为H的支柱上，且与悬点的距离也是L．现将球A拉至细线与竖直方向夹角为α处由静止释放，当A摆到最低点时恰与B球发生对心碰撞．碰撞后，A球将轻质指针C推移到与竖直方向的夹角为β处，B球落到地面上的D点，发生的水平位移为s．则：
（1）A与B球碰撞前的动量为；B球碰撞后的动量为．
（2）验证动量守恒定律的表达式为．

【答案】分析：根据机械能守恒定律分别求出A球与B球碰撞前后的速度，从而求出碰撞前后的动量．根据平抛运动的规律求出B球平抛运动的初速度，从而求出碰后B球的动量．
解答：解：（1）根据机械能守恒定律得，m_AgL（1-cosα）=

，
解得

．
则A球与B球碰撞前的动量为

．
根据机械能守恒定律得，

，
解得

，
则A与B球碰撞后的动量为

．
根据H=

得，t=

，
则平抛运动的初速度

，
则B球碰撞后的动量为

．
（2）验证动量守恒定律的表达式为P_A=P_A′+P_B，
即

．
故答案为：（1）

（2）

点评：解决本题的关键理解实验的实验原理，明确两小球的运动过程以及过程中机械能何时守恒，动量何时守恒．

练习册系列答案

相关题目

（2011?蚌埠模拟）Ⅰ．为了探究平抛运动的规律，某同学采用图示的装置进行实验，他用小锤打击弹性金属片，金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球松开，自由下落，由此实验结果可以得出的结论是

平抛运动的竖直分运动是自由落体运动，

若增大打击金属片的力度，上述结论将

仍然

（填“不”或”仍然”）成立．
Ⅱ．某实验小组利用图示的装置来验证加速度与物体质量的关系．实验时，平衡摩擦后，将两辆小车拉至木板尾端附近后释放，动力系统拉着两小车做匀加速运动，打点计时器使在纸带上打出一列点，根据打出的纸带求出两小车的加速度a₁、a₂．

（1）若纸带l如下图所示，A、B、C、D为相邻的四个记数点，每两个记数点之间还有四个点来标出．电源频率为50Hz．则小车1的加速度为

0.70

m/s²（保留两位小数）．
（2）求出a₁、a₂后，还需要测量的量为

钩码重力mg、小车质量m₁、m₂

（用文字和符号表示）．需要验证的公式为

mg=m₁a₁+m₂a₂

（用求出的量和测出的量表示）

Ⅲ．某同学要测定自来水的电阻率，他先在一根均匀的长玻璃管两端备装了一个电极，电极间装满待测的自来水．其他器材包括（如图）：
电压表（量程I5V．内阻约30kΩ）；
电流表（量程300μA．内阻约50Ω）；
滑动变阻器（100Ω，1A）；
电池组（电动终E=12V．内阻r=6Ω）；
开关一个、导线若干．，
他测出水柱的长度L、玻璃管的内径d，设计电路并测出两电极间的电压U和电流I．下表为U和I实验数据

U/V	1.0	3.0	5.0	7.0	9.0	11.0
I/μA	22	65	109	155	190	240

（1）请在图示的实物图上画出连线．完成该同学的电路设计．
（2）自来水电阻率的表达式为ρ=

(1)如图所示，abcd为单匝矩形线圈，边长ab＝10 cm，bc＝20 cm．该线圈的一半位于具有理想边界、磁感应强度为0.1T、宽为20 cm的匀强磁场中，磁场方向与线圈平面垂直．若线圈绕通过ab边的轴以100p rad/s的角速度匀速旋转，当线圈由图示位置转过90° 时的瞬时感应电动势大小为________V．

(2)某同学利用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律．

(Ⅰ)请指出该同学在实验操作中存在的两处明显错误或不当：

①________；

②________．

(Ⅱ)该同学经正确操作得到如图乙所示的纸带，取连续的六个点A、B、C、D、E、F为计数点，测得点A到B、C、D、E、F的距离分别为h₁、h₂、h₃、h₄、h₅，若打点的时间间隔为T，则打E点时重物速度的表达式为v_E＝________．

(3)冬、春季节降水量少，广东沿海附近水位较低，涨潮时海水倒灌出现所谓咸潮现象，使沿海地区的城市自来水中的离子浓度较高，水质受到影响，为了研究咸潮出现的规律，某同学设计了一个监测河水电阻率的实验．它在一根均匀的长玻璃管两端装上两个橡胶塞和铂电极，如下图(1)所示，两电极相距L＝0.314 m，其间充满待测的河水．安装前他用如下图(2)的游标卡尺(图为卡尺的背面)测量玻璃管的内径，结果如下图(3)所示．

他还选用了以下仪器：量程15 V、内阻300 kΩ的电压表，量程300μA、内阻50 Ω的电流表，最大阻值为1 kΩ的滑动变阻器，电动势E＝12 V、内阻r＝6Ω的电池组，开关等各一个，以及导线若干．下图(4)坐标中包括坐标为(0，0)的点在内的9个点表示他测得的9组电流I、电压U的值．

根据以上材料完成以下问题：

(a)测量玻璃管内径时，应将上图(2)中的游标卡尺的A、B、C三部分中的________与玻璃管内壁接触(填代号)；

(b)玻璃管的内径d＝________mm；

(c)图(4)中的9个点表示实验中测得的9组电流I、电压U的值，试写出根据此图求R值的步骤：________．

(d)上图(5)中的实物仪器部分已连线，将其他部分连接成能测出上图(4)数据的实物连接图；

(e)开头闭合前滑动变阻器的滑片应先滑至________端．

（18分）

（1）如图所示，abcd为单匝矩形线圈，边长ab＝10cm，bc＝20cm。该线圈的一半位于具有理想边界、磁感应强度为0.1T、宽为20cm的匀强磁场中，磁场方向与线圈平面垂直。若线圈绕通过ab边的轴以100p rad/s的角速度匀速旋转，当线圈由图示位置转过90°时的瞬时感应电动势大小为___________V。

（2）某同学利用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律．

（I）请指出该同学在实验操作中存在的两处明显错误或不当：

① ；

② 。

（II）该同学经正确操作得到如图乙所示的纸带，取连续的六个点A、B、C、D、E、F为计数点，测得点A到B、C、D、E、F的距离分别为h₁、h₂、h₃、h₄、h₅，若打点的时间间隔为T，则打E点时重物速度的表达式为v_E=

（3）冬、春季节降水量少，广东沿海附近水位较低，涨潮时海水倒灌出现所谓咸潮现象，使沿海地区的城市自来水中的离子浓度较高，水质受到影响，为了研究咸潮出现的规律，某同学设计了一个监测河水电阻率的实验。它在一根均匀的长玻璃管两端装上两个橡胶塞和铂电极，如下图(1)所示，两电极相距L=0.314m，其间充满待测的河水。安装前他用如下图(2)的游标卡尺（图为卡尺的背面）测量玻璃管的内径，结果如下图(3)所示。

他还选用了以下仪器：量程15V、内阻300kΩ的电压表，量程300μA、内阻50Ω的电

流表，最大阻值为1kΩ的滑动变阻器，电动势E=12V、内阻r=6Ω的电池组，开关等各一个，以及导线若干。下图(4)坐标中包括坐标为（0，0）的点在内的9个点表示他测得的9组电流I、电压U的值。

根据以上材料完成以下问题：

（a）测量玻璃管内径时，应将上图(2)中的游标卡尺的A、B、C三部分中的__________________与玻璃管内壁接触（填代号）；

（b）玻璃管的内径d=___________mm；

（c）图(4)中的9个点表示实验中测得的9组电流I、电压U的值，试写出根据此图求R值的步骤：

（d）上图(5)中的实物仪器部分已连线，将其他部分连接成能测出上图(4)数据的实物连接图；

（e）开头闭合前滑动变阻器的滑片应先滑至___________端。

（18分）
（1）如图所示，abcd为单匝矩形线圈，边长ab＝10cm，bc＝20cm。该线圈的一半位于具有理想边界、磁感应强度为0.1T、宽为20cm的匀强磁场中，磁场方向与线圈平面垂直。若线圈绕通过ab边的轴以100p rad/s的角速度匀速旋转，当线圈由图示位置转过90°时的瞬时感应电动势大小为___________V。

（2）某同学利用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律．
（I）请指出该同学在实验操作中存在的两处明显错误或不当：
①                                             ；
②                                             。
（II）该同学经正确操作得到如图乙所示的纸带，取连续的六个点A、B、C、D、E、F为计数点，测得点A到B、C、D、E、F的距离分别为h₁、h₂、h₃、h₄、h₅，若打点的时间间隔为T，则打E点时重物速度的表达式为v_E=

（3）冬、春季节降水量少，广东沿海附近水位较低，涨潮时海水倒灌出现所谓咸潮现象，使沿海地区的城市自来水中的离子浓度较高，水质受到影响，为了研究咸潮出现的规律，某同学设计了一个监测河水电阻率的实验。它在一根均匀的长玻璃管两端装上两个橡胶塞和铂电极，如下图(1)所示，两电极相距L=0.314m，其间充满待测的河水。安装前他用如下图(2)的游标卡尺（图为卡尺的背面）测量玻璃管的内径，结果如下图(3)所示。
他还选用了以下仪器：量程15V、内阻300kΩ的电压表，量程300μA、内阻50Ω的电
流表，最大阻值为1kΩ的滑动变阻器，电动势E=12V、内阻r=6Ω的电池组，开关等各一个，以及导线若干。下图(4)坐标中包括坐标为（0，0）的点在内的9个点表示他测得的9组电流I、电压U的值。

根据以上材料完成以下问题：
（a）测量玻璃管内径时，应将上图(2)中的游标卡尺的A、B、C三部分中的__________________与玻璃管内壁接触（填代号）；
（b）玻璃管的内径d=___________mm；
（c）图(4)中的9个点表示实验中测得的9组电流I、电压U的值，试写出根据此图求R值的步骤：


（d）上图(5)中的实物仪器部分已连线，将其他部分连接成能测出上图(4)数据的实物连接图；
（e）开头闭合前滑动变阻器的滑片应先滑至___________端。