[题目]某同学设计了一个用电磁打点计时器验证动量守恒定律的实验:在小车M的前端粘有橡皮泥,先推动小车M使之做匀速运动,然后与原来静止在前方的小车N相碰并粘合成一体,继续做匀速运动.他设计的装置如图甲所示.在小车M后连着纸带,电磁打点计时器所用的电源频率为50 Hz.(长木板下垫着小木片以平衡摩擦力)(1)若已测得打点纸带如图乙所示,并测得� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

【题目】某同学设计了一个用电磁打点计时器验证动量守恒定律的实验:在小车M的前端粘有橡皮泥,先推动小车M使之做匀速运动,然后与原来静止在前方的小车N相碰并粘合成一体,继续做匀速运动。他设计的装置如图甲所示。在小车M后连着纸带,电磁打点计时器所用的电源频率为50 Hz。(长木板下垫着小木片以平衡摩擦力)

(1)若已测得打点纸带如图乙所示,并测得各计数点的间距(已标在图上)。A为运动的起点,则应选____段来计算M碰前的速度,应选____段来计算M和N碰后的共同速度(以上两空选填“AB”“BC”“CD”或“DE”)。

(2)已测得小车M的质量m1=0.4 kg,小车N的质量m2=0.2 kg,则碰前两小车的总动量为____ kg·m/s,碰后两小车的总动量为____ kg·m/s。据此可以得出结论_______________________。

【答案】BC DE 0.420 0.417 在误差允许的范围内碰撞前后系统动量守恒

【解析】

(1)[1][2]．从分析纸带上打点情况看，BC段既表示小车做匀速运动，又表示小车有较大速度，因此BC段能较准确地描述小车M在碰撞前的运动情况，应选用BC段计算小车M的碰前速度。从CD段打点情况看，小车的运动情况还没稳定，而在DE段小车运动稳定，故应选用DE段计算碰后M和N的共同速度。

(2)[3][4][5]．小车M在碰撞前的速度

v0==1.050 m/s

小车M在碰撞前的动量

p0=m1v0=0.420 kg·m/s

碰撞后M、N的共同速度

v==0.695 m/s

碰撞后M、N的总动量

p=(m1+m2)v=0.417 kg·m/s

可见在误差允许的范围内，碰撞前后系统动量守恒。

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（1）本实验主要应用的方法是_______。

A．控制变量法

B．假设法

C．理想实验法

D．类比法

（2）实验中，需要平衡摩擦力和其它阻力，正确的操作方法是把长木板右端垫高，在______（选填“挂”或“不挂”）砝码和砝码盘、小车______（选填“拖”或“不拖”）纸带、打点计时器______（选填“打点”或“不打点”）的情况下，轻推一下小车，若小车做匀速运动，则表明已经消除了摩擦力和其它阻力的影响。

（3）在某次实验中，打出了一条纸带如图乙所示。计时器打点的时间间隔为0.02s，且相邻两个计数点之间有4个点未画出。经测量得出各计数点间的距离如图所示。则小车的加速度a=________m/s2（结果保留两位有效数字）。

（4）在探究加速度与力的关系时，可认为细线对小车的拉力等于砝码和砝码盘的重力。某同学根据测量数据作出的a-F 图像如图丙所示。由此推断该实验主要存在的两个问题是：

①______________________________________________；②_____________________________________________________。

【题目】如图是“电磁炮”模型的原理结构示意图。光滑水平金属导轨M、N的间距L=0.2m,电阻不计，在导轨间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小。装有弹体的导体棒ab垂直放在导轨M、N上的最左端，且始终与导轨接触良好，导体棒（含弹体) 的质量m=0.2 kg,在导轨M、N间部分的电阻R=0.8,可控电源的内阻r=0.2。在某次模拟发射时，可控电源为导体棒ab提供的电流恒为4×103A,不计空气阻力导体棒ab由静止加速到4km/s后发射弹体，则

(1)光滑水平导轨长度至少为多少？

(2)该过程系统消耗的总能量为多少？

【题目】如图所示，有两个穿着溜冰鞋的人站在水平冰面上，当其中某人A从背后轻轻推另一个人B时，两个人会向相反的方向运动。不计摩擦力，则下列判断正确的是（）

A. A、B的质量一定相等

B. 推后两人的动能一定相等

C. 推后两人的总动量一定为零

D. 推后两人的速度大小一定相等

【题目】在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中。

(1)在研究物体的“加速度、作用力和质量”三个物理量的关系时，我们用实验研究了小车“在质量一定的情况下，加速度和作用力的关系”；又研究了“在作用力一定的情况下，加速度和质量之间的关系”。这种研究物理问题的科学方法是（____________）

A．建立理想模型的方法 B．控制变量法

C．等效替代法 D．类比法

(2)研究作用力一定时加速度与质量成反比的结论时，下列说法中正确的是（_________）

A．平衡摩擦力时，应将装砂的小桶用细绳通过定滑轮系在小车上

B．每次改变小车质量时，要重新平衡摩擦力

C．实验时，先放开小车，再接通打点计时器的电源

D．在小车中增减砝码，应使小车和砝码的质量远大于砂和小桶的总质量

(3)某次实验中得到一条纸带，如图所示，从比较清晰的点起，每5个计时点取一个计数点，分别标明0、1、2、3、4……，量得0与1两点间距离x1＝30mm,1与2两点间距离x2＝36mm,2与3两点间距离x3＝42mm,3与4两点间的距离x4＝48mm，则小车在打计数点2时的瞬时速度为_________m/s，小车的加速度为_________m/s2。