题目内容
【题目】如图,在验证动量守恒定律的实验中,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。
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(1)在这个实验中,为了尽量减小实验误差,两个小球的质量应满足m1_________m2(选填“>”、“<”或“=”);两个小球的半径应满足r1_________r2(选填“>”、“<”或“=”)
(2)关于本实验的实验操作,下列说法中正确的是_________(填选项前的字母)
A.如果小球每次从同一位置由静止释放,每次的落点一定是重合的
B.重复操作时发现小球的落点并不重合,说明实验操作中出现了错误
C.用半径尽量小的圆把10个落点圈起来,这个圆的圆心可视为小球落点的平均位置
D.仅调节斜槽上固定位置S,它的位置越低,线段OP的长度越大
(3)实验中,直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的,但是,可以通过仅测量_________(填选项前的符号),间接地解决这个问题。
A.小球开始释放高度h
B.小球抛出点距地面的高度H
C.小球做平抛运动的射程
(4)图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时,先让射球m1多次从斜轨上S位置静止释放,找到其平均落地点的位置P,测量平抛射程OP,然后,把被碰小球m2静置于轨道的水平部分,再将入射球m1从斜轨上S位置静止释放,与小球m2相碰,并多次重复,分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N。接下来需要测量是_________(填选项前的符号)。
A.用天平测量两个小球的质量m1、m2
B.测量小球m1开始释放的h
C.测量抛出点距地面的高度H
D.测量平抛射程OM,ON
(5)若两球相碰前后的动量守恒,其表达式可表示为_________[用(4)中测量的量表示]。
(6)经测定,m1=45.0g,m2=7.5g,小球落地点的平均位置距O点的距离如图乙所示。实验结果说明,碰撞前、后总动量的比值
为_________。
【答案】> = C C AD
1.007
【解析】
(1)[1][2]为保证碰撞后
小球不反弹,则必须满足
;
为保证两小球对心碰撞,则必须满足
;
(2)[3]
ABC.该实验中,由于存在偶然误差,因此每次小球落点不一定完全重合,多次实验,取小球落点的平均位置,即取包围小球所有落点的圆的圆心作为小球的落点,故A、B错误;C正确;
D.S越低,小球平抛的初速度越小,其水平位移也越小,故D错误;
故选C。
(3)[4]小球飞出后做平抛运动,每次下落高度相同,故落地时间相同,由
可知,其水平初速度与位移成正比,故只需要测出小球的水平位移即可,故A、B错误,C正确;
故选C。
(4)为验证碰撞前后动量守恒,即
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由
可得,需验证的表达式为
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故需要测量的物理量有两小球的质量
和
,碰后梁晓秋的平抛射程OM,ON,故A、D正确;B、C错误;
故选AD。
(5)由前面分析可知,验证的表达式为
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(6)由前面分析可知
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【题目】(1)一矿区的重力加速度偏大,某同学“用单摆测定重力加速度”实验探究该问题。
①用最小分度为毫米的米尺测得摆线的长度为990.8mm,用10分度的游标卡尺测得摆球的直径如图所示,摆球的直径为_________mm。
②把摆球从平衡位置拉开一个小角度由静止释放,使单摆在竖直平面内摆动,用秒表测出单摆做50次全振动所用的时间,秒表读数如图所示,读出所经历的时间,单摆的周期为______s。
③测得当地的重力加速度为__________m/s2。(保留3位有效数字)
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(2)从下表中选出适当的实验器材,设计一个电路来测量电流表 A1的内阻 r1,要求方法简捷,有尽可能高的测量精度,并能测得多组数据。
器材(代号) | 规格 |
待测电流表(A1) | 量程10mA,内阻r1待测(约10W) |
电流表(A2) | 量程300mA,内阻r2=300W |
电压表(V1) | 量程3V,内阻r3=3kW |
电压表(V2) | 量程15V,内阻r4=15kW |
保护电阻(R0) | 阻值约100W |
滑线变阻器(R) | 总阻值10W |
电池(E) | 电动势1.5V,内阻很小 |
单刀单掷电键(K) | |
导线若干 |
①在虚线方框中画出电路图,标明所用器材的代号。
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②若选测量数据中的一组来计算r1,则所用的表达式为r1=________。式中各符号的意义是:____________________________________________________________________________