题目内容

如图1所示是“验证动量守恒定律”实验装置,两小球半径相同,其质量之比为M:m=5:2,实验中,O点为斜槽末端重锤线的投影点,被碰小球停放在斜槽末端,小球落地点的平均位置如图2所示的P、M、N点,则表达动量守恒的式子应为______OP=M+m
【答案】分析:先根据平抛运动的特点判断碰撞前后两个小球的落地点,再求出碰撞前后两个小球的速度,根据动量的公式列出表达式,代入数据看碰撞前后的动量是否相等.
解答:解:两小球和B小球相撞后,被碰小球的速度增大,入射小球的速度减小,所以碰撞后入射小球的落地点距离O点最近,被碰小球离O点最远,则
P为碰前入射小球落点的平均位置,M为碰后入射小球的位置,N为碰后被碰小球的位置,设桌面离地面的高度为h,
碰撞前入射小球的速度
碰撞后入射小球的速度

碰撞后被碰小球的速度
若Mv1=mv3+Mv2则表明通过该实验验证了两球碰撞过程中动量守恒,
即:M=M+m
带入数据得:M=
M+m=
所以动量守恒
故答案为:M=M+m;守恒
点评:掌握两球平抛的水平射程和水平速度之间的关系,是解决本题的关键.
练习册系列答案
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(1)用如图1所示装置来验证动量守恒定律,质量为mA的钢球A用细线悬挂于O点,质量为mB的钢球B放在离地面高度为H的小支柱N上,O点到A球球心的距离为L,使悬线在A球释放前伸直,且线与竖直线夹角为α,A球释放后摆到最低点时恰与B球正碰,碰撞后,A球把轻质指示针OC推移到与竖直线夹角β处,B球落到地面上,地面上铺有一张盖有复写纸的白纸D,保持α角度不变,多次重复上述实验,白纸上记录到多个B球的落点.

①图中S应是B球初始位置到
落点
落点
的水平距离.
②为了验证两球碰撞过程动量守恒,应测得的物理量有S和
mA、mB、α、β、H、L
mA、mB、α、β、H、L
.(用字母表示)
③用测得的物理量表示碰撞前后A球、B球的动量PA=
mA
2gL(1-cosα)
mA
2gL(1-cosα)
PA=
mA
2gL(1-cosβ)
mA
2gL(1-cosβ)
.PB=0.PB=
mBs
g
2H
mBs
g
2H
.(当地的重力加速度为g)
(2)在电流表扩大量程的实验中,要将量程为200 μA的电流表G改装成量程为0.2A的电流表,需先用如图2所示的电路即“半偏法”测出此电流表的内电阻Rg
①在测量Rg的实验中,滑动变阻器有如下的规格供选择:A.滑动变阻器(阻值范围0~10Ω)  B.滑动变阻器(阻值范围0~1500Ω)为了便于实验的调节操作,减小误差,滑动变阻器R应选用
A
A
.(填入选用器材的字母代号)
②当电阻箱的阻值为R1时,调节滑动变阻器滑动头P的位置,使电流表G满偏;保持滑动头P的位置不动,调整电阻箱接入电路的阻值,当电阻箱的阻值为R2时,电流表G恰好半偏.则电流表G的内电阻Rg=
R2-2R1
R2-2R1

③若测得Rg=500Ω,为完成上述改装,需要用一个约为
0.5
0.5
Ω的电阻与电流表并联.
④用改装成的电流表,按图3所示的电路测量未知电阻Rx.若测量未知电阻Rx时,电压表的示数为1.2V,而改装后的电流表的表头(刻度盘仍为原电流表的刻度)示数如图4所示,那么Rx的测量值为
10
10
Ω
⑤如果测量与操作均正确,那么Rx的测量值将
小于
小于
(选填“大于”或“小于”)Rx的真实值.

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