题目内容

【题目】如图所示,用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系:先安装好实验装置,在地上铺一张白纸,白纸上铺放复写纸,记下重垂线所指的位置O。接下来的实验步骤如下:

步骤1:不放小球2,让小球1从斜槽上A点由静止滚下,并落在地面上。重复多次,用尽可能小的圆,把小球的所有落点圈在里面,其圆心就是小球落点的平均位置;

步骤2:把小球2放在斜槽前端边缘位置B,让小球1从A点由静止滚下,使它们碰撞。重复多次,并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置;

步骤3:用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离0点的距离,即线段OM、OP、ON的长度。

(1)对于上述操作,下列说法正确的是___________(填序号)。

A.每次小球释放的高度可以不同

B.斜槽轨道末端必须水平

C.小球1的质量应大于小球2的质量

D.斜槽轨道尽量光滑可以减小误差

(2)上述实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外,还需要测量的物理量有___________(填序号)

A.A、B两点间的高度差h1

B.点离地面的高度h2

C.小球1和小球2的质量m1和m2

(3)当所测物理量满足表达式______________________(用所测物理量的字母表示)时,即说明两球碰撞遵守动量守恒定律。

【答案】BC C

【解析】

(1)(2)根据实验的原理以及注意事项对各个选项进行判断,并确定需要测量的物理量.(3)小球碰后做平抛运动,根据水平位移关系和速度的关系,求出初速度与距离的表达式,从而得出动量守恒的表达式;

练习册系列答案
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【题目】光电效应和康普顿效应深入地揭示了光的粒子性的一面。前者表明光子具有能量,后者表明光子除了具有能量之外还具有动量。由狭义相对论可知,一定的质量m与一定的能量E相对应: ,其中c为真空中光速。

(1)已知某单色光的频率为ν,波长为λ,该单色光光子的能量,其中h为普朗克常量。试借用质子、电子等粒子动量的定义:动量=质量×速度,推导该单色光光子的动量。

(2)光照射到物体表面时,如同大量气体分子与器壁的频繁碰撞一样,将产生持续均匀的压力,这种压力会对物体表面产生压强,这就是“光压”,用I表示。一台发光功率为P0的激光器发出一束某频率的激光,光束的横截面积为S,当该激光束垂直照射到某物体表面时,假设光全部被吸收,试写出其在物体表面引起的光压的表达式。

(3)设想利用太阳光的“光压”为探测器提供动力,将太阳系中的探测器送到太阳系以外,这就需要为探测器制作一个很大的光帆,以使太阳光对光帆的压力超过太阳对探测器的引力,不考虑行星对探测器的引力。一个质量为m的探测器,正在朝远离太阳的方向运动。已知引力常量为G,太阳的质量为M,太阳辐射的总功率为P0,设帆面始终与太阳光垂直,且光帆能将太阳光全部吸收。试估算该探测器光帆的面积应满足的条件。

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