(1)用如右圖所示裝置來(lái)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律,質(zhì)量為mB的鋼球B放在小支柱N上,球心離地面高度為H;質(zhì)量為mA的鋼球A用細(xì)線(xiàn)拴好懸掛于O點(diǎn),當(dāng)細(xì)線(xiàn)被拉直時(shí)O點(diǎn)到球心的距離為L(zhǎng),且細(xì)線(xiàn)與豎直線(xiàn)之間夾角α;球A由靜止釋放,擺到最低點(diǎn)時(shí)恰與球B發(fā)生正碰,碰撞后,A球把輕質(zhì)指示針C推移到與豎直夾角為β處,B球落到地面上,地面上鋪有一張蓋有復(fù)寫(xiě)紙的白紙D,用來(lái)記錄球B的落點(diǎn).
①用圖中所示各個(gè)物理量的符號(hào)表示碰撞前后兩球A、B的動(dòng)量(設(shè)兩球A、B碰前的動(dòng)量分別為pA、pB;碰后動(dòng)量分別為pApB),則pA=
mA
2gL(1-cosα)
mA
2gL(1-cosα)
,pA=
mA
2gL(1-cosβ)
mA
2gL(1-cosβ)
; pB=
0
0
pB=
mBs
2H
2gL
mBs
2H
2gL

②請(qǐng)你寫(xiě)出兩條可確實(shí)減小實(shí)驗(yàn)誤差的建議:
a.讓球A多次從同一位置擺下,求B球落點(diǎn)的平均位置;b.α角取值不要太;c.兩球A、B質(zhì)量不要太;d.球A質(zhì)量要盡量比球B質(zhì)量大
a.讓球A多次從同一位置擺下,求B球落點(diǎn)的平均位置;b.α角取值不要太;c.兩球A、B質(zhì)量不要太小;d.球A質(zhì)量要盡量比球B質(zhì)量大

(2)為了“探究碰撞中的不變量”,小明在光滑桌面上放有A、B兩個(gè)小球.A球的質(zhì)量為0.3kg,以速度8m/s跟質(zhì)量為0.1kg、靜止在桌面上的B球發(fā)生碰撞,并測(cè)得碰撞后B球的速度為9m/s,A球的速度變?yōu)?m/s,方向與原來(lái)相同.根據(jù)這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),小明對(duì)這次碰撞的規(guī)律做了如下幾種猜想:
猜想1
猜想1
碰撞后B球獲得了速度,A球把速度傳遞給了B球;
猜想2
猜想2
碰撞后B球獲得了動(dòng)能,A球把減少的動(dòng)能全部傳遞給了B球.
你認(rèn)為以上的猜想是否成立
猜想1、2均不成立
猜想1、2均不成立
,請(qǐng)你根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),通過(guò)計(jì)算說(shuō)明,有一個(gè)什么物理量,在這次的碰撞中,B球所增加的這個(gè)物理量與A球所減少的這個(gè)物理量相等?
分析:(1)A球下擺過(guò)程機(jī)械能守恒,根據(jù)守恒定律列式求最低點(diǎn)速度;球A上擺過(guò)程機(jī)械能再次守恒,可求解碰撞后速度;碰撞后小球B做平拋運(yùn)動(dòng),根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的分位移公式求解碰撞后B球的速度,然后驗(yàn)證動(dòng)量是否守恒即可.
(2)通過(guò)計(jì)算判斷猜想是否成立,碰撞過(guò)程中B球動(dòng)量的增加量和A球動(dòng)量的減小量相等.
解答:解:(1)小球從A處下擺過(guò)程只有重力做功,機(jī)械能守恒,由機(jī)械能守恒定律得:
mAgL(1-cosα)=
1
2
mA
v
2
A
-0,解得:vA=
2gL(1-cosα)
,則:PA=mAvA=mA
2gL(1-cosα)

小球A與小球B碰撞后繼續(xù)運(yùn)動(dòng),在A碰后到達(dá)最左端過(guò)程中,機(jī)械能再次守恒,
由機(jī)械能守恒定律得:
-mAgL(1-cosβ)=0-
1
2
mA
v′
2
A
,解得:v′A=
2gL(1-cosβ)
,則:P′A=mAv′A=mA
2gL(1-cosβ)

碰前小球B靜止,則PB=0;
碰撞后B球做平拋運(yùn)動(dòng),水平方向:S=vB′t,豎直方向:H=
1
2
gt2

解得:
v
B
=s
g
2H
,則碰后B球的動(dòng)量PB′=mBvB′=
mBs
2H
2gL

減小實(shí)驗(yàn)誤差的建議:a.讓球A多次從同一位置擺下,求B球落點(diǎn)的平均位置;b.α角取值不要太;c.兩球A、B質(zhì)量不要太;d.球A質(zhì)量要盡量比球B質(zhì)量大.
(2)猜想1、2均不成立;
B球動(dòng)量的增加量:△pB=0.1×9=0.9kg?m/s
A球動(dòng)量的減少量:△pA=0.3×8-0.3×5=0.9 kg?m/s,從計(jì)算結(jié)果可得,B球動(dòng)量的增加量與A球動(dòng)量的減少量相等.即系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變.
故答案為:(1)①mA
2gL(1-cosα)
,mA
2gL(1-cosβ)
;0,
mBs
2H
2gL

②a.讓球A多次從同一位置擺下,求B球落點(diǎn)的平均位置;b.α角取值不要太。籧.兩球A、B質(zhì)量不要太。籨.球A質(zhì)量要盡量比球B質(zhì)量大
(2)猜想1、2均不成立,B球動(dòng)量的增加量與A球動(dòng)量的減少量相等.即系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變.
點(diǎn)評(píng):題解題的關(guān)鍵是要明確兩小球的運(yùn)動(dòng)過(guò)程以及過(guò)程中機(jī)械能何時(shí)守恒,動(dòng)量何時(shí)守恒.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

物體在某位置的瞬時(shí)速度就是無(wú)限逼近該位置附近的位移內(nèi)的平均速度.這一思想在實(shí)驗(yàn)中得以體現(xiàn)和應(yīng)用.
(1)用位移傳感器得到小車(chē)做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的s-t關(guān)系如右圖所示.通過(guò)點(diǎn)擊“選擇區(qū)域”,可以分別求出AD、AC、AB段對(duì)應(yīng)的平均速度,其中最接近小車(chē)在A點(diǎn)瞬時(shí)速度的是
AB
AB
段中的平均速度;
(2)光電門(mén)可用來(lái)測(cè)小車(chē)經(jīng)過(guò)某一位置時(shí)的瞬時(shí)速度.裝在運(yùn)動(dòng)小車(chē)上的擋光片有四種,其擋光寬度分別為8cm、6cm、4cm和2cm,則使用擋光寬度為
2
2
cm的擋光片測(cè)得的速度最接近小車(chē)經(jīng)過(guò)某一位置時(shí)的瞬時(shí)速度.
θ光滑長(zhǎng)木板.

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科目:高中物理 來(lái)源:2011-2012學(xué)年浙江省臨海市白云高級(jí)中學(xué)高二下學(xué)期期中考試物理卷(帶解析) 題型:實(shí)驗(yàn)題

(10分) 在做“用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)時(shí):
(1)下列給出的材料中應(yīng)選擇      作為擺球與擺線(xiàn),組成單擺。
A.木球       B.鐵球    C.柔軟不易伸長(zhǎng)的絲線(xiàn)   D.粗棉線(xiàn)
(2)在測(cè)定單擺擺長(zhǎng)時(shí),下列的各項(xiàng)操作正確的是         
A.裝好單擺,抓住擺球,用力拉緊,測(cè)出擺線(xiàn)懸點(diǎn)到擺球球心之間距離
B.讓單擺自由下垂,測(cè)出擺線(xiàn)長(zhǎng)度再加上擺球直徑
C.取下擺線(xiàn),測(cè)出擺線(xiàn)長(zhǎng)度后再加上擺球半徑
D.測(cè)出小球直徑,把單擺固定后,讓小球自然下垂,用刻度尺量出擺線(xiàn)的長(zhǎng)度,再加上小球的半徑
(3)實(shí)驗(yàn)測(cè)得重力加速度的值較當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊闹灯,可能的原因?u>      
A.?dāng)[球的質(zhì)量偏大                    B.單擺振動(dòng)的振幅偏小
C.計(jì)算擺長(zhǎng)時(shí)沒(méi)有加上擺球的半徑值     D.將實(shí)際振動(dòng)次數(shù)n次誤記成(n+1)次
(4)實(shí)驗(yàn)中測(cè)量得小球的直徑的示數(shù)如左圖所示,圖中游標(biāo)尺上有50個(gè)等分刻度,則小球的直徑d為      mm。用秒表記下了單擺振動(dòng)50次的時(shí)間如右圖所示,由圖可讀出時(shí)間為     s。

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科目:高中物理 來(lái)源:2012-2013學(xué)年山西省山大附中高二下學(xué)期期中考試物理試卷(帶解析) 題型:實(shí)驗(yàn)題

在做“用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)時(shí):
(1)下列給出的材料中應(yīng)選擇      作為擺球與擺線(xiàn),組成單擺。
A.木球       B.鐵球    C.柔軟不易伸長(zhǎng)的絲線(xiàn)   D.粗棉線(xiàn)
(2)在測(cè)定單擺擺長(zhǎng)時(shí),下列的各項(xiàng)操作正確的是         
A.裝好單擺,抓住擺球,用力拉緊,測(cè)出擺線(xiàn)懸點(diǎn)到擺球球心之間距離
B.讓單擺自由下垂,測(cè)出擺線(xiàn)長(zhǎng)度再加上擺球直徑
C.取下擺線(xiàn),測(cè)出擺線(xiàn)長(zhǎng)度后再加上擺球半徑
D.測(cè)出小球直徑,把單擺固定后,讓小球自然下垂,用刻度尺量出擺線(xiàn)的長(zhǎng)度,再加上小球的半徑
(3)實(shí)驗(yàn)測(cè)得重力加速度的值較當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊闹灯,可能的原因?u>      
A.?dāng)[球的質(zhì)量偏大
B.單擺振動(dòng)的振幅偏小
C.計(jì)算擺長(zhǎng)時(shí)加上了擺球的直徑
D.將實(shí)際振動(dòng)次數(shù)n次誤記成(n+1)次
(4)實(shí)驗(yàn)中測(cè)量得小球的直徑的示數(shù)如左圖所示,圖中游標(biāo)尺上有50個(gè)等分刻度,則小球的直徑d為      mm。用秒表記下了單擺振動(dòng)50次的時(shí)間如右圖所示,由圖可讀出時(shí)間為       s。

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科目:高中物理 來(lái)源:2014屆山西省高二下學(xué)期期中物理試卷(解析版) 題型:實(shí)驗(yàn)題

(10分) 在做“用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)時(shí):

(1)下列給出的材料中應(yīng)選擇       作為擺球與擺線(xiàn),組成單擺。

A.木球       B.鐵球     C.柔軟不易伸長(zhǎng)的絲線(xiàn)    D.粗棉線(xiàn)

(2)在測(cè)定單擺擺長(zhǎng)時(shí),下列的各項(xiàng)操作正確的是         

A.裝好單擺,抓住擺球,用力拉緊,測(cè)出擺線(xiàn)懸點(diǎn)到擺球球心之間距離

B.讓單擺自由下垂,測(cè)出擺線(xiàn)長(zhǎng)度再加上擺球直徑

C.取下擺線(xiàn),測(cè)出擺線(xiàn)長(zhǎng)度后再加上擺球半徑

D.測(cè)出小球直徑,把單擺固定后,讓小球自然下垂,用刻度尺量出擺線(xiàn)的長(zhǎng)度,再加上小球的半徑

(3)實(shí)驗(yàn)測(cè)得重力加速度的值較當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊闹灯,可能的原因?u>      

A.?dāng)[球的質(zhì)量偏大                     B.單擺振動(dòng)的振幅偏小

C.計(jì)算擺長(zhǎng)時(shí)加上了擺球的直徑     D.將實(shí)際振動(dòng)次數(shù)n次誤記成(n+1)次

(4)實(shí)驗(yàn)中測(cè)量得小球的直徑的示數(shù)如左圖所示,圖中游標(biāo)尺上有50個(gè)等分刻度,則小球的直徑d為       mm。用秒表記下了單擺振動(dòng)50次的時(shí)間如右圖所示,由圖可讀出時(shí)間為        s。

 

 

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科目:高中物理 來(lái)源:2014屆山西省高二下學(xué)期期中考試物理試卷(解析版) 題型:實(shí)驗(yàn)題

在做“用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)時(shí):

(1)下列給出的材料中應(yīng)選擇      作為擺球與擺線(xiàn),組成單擺。

A.木球       B.鐵球    C.柔軟不易伸長(zhǎng)的絲線(xiàn)   D.粗棉線(xiàn)

(2)在測(cè)定單擺擺長(zhǎng)時(shí),下列的各項(xiàng)操作正確的是         

A.裝好單擺,抓住擺球,用力拉緊,測(cè)出擺線(xiàn)懸點(diǎn)到擺球球心之間距離

B.讓單擺自由下垂,測(cè)出擺線(xiàn)長(zhǎng)度再加上擺球直徑

C.取下擺線(xiàn),測(cè)出擺線(xiàn)長(zhǎng)度后再加上擺球半徑

D.測(cè)出小球直徑,把單擺固定后,讓小球自然下垂,用刻度尺量出擺線(xiàn)的長(zhǎng)度,再加上小球的半徑

(3)實(shí)驗(yàn)測(cè)得重力加速度的值較當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊闹灯,可能的原因?u>      

A.?dāng)[球的質(zhì)量偏大

B.單擺振動(dòng)的振幅偏小

C.計(jì)算擺長(zhǎng)時(shí)加上了擺球的直徑

D.將實(shí)際振動(dòng)次數(shù)n次誤記成(n+1)次

(4)實(shí)驗(yàn)中測(cè)量得小球的直徑的示數(shù)如左圖所示,圖中游標(biāo)尺上有50個(gè)等分刻度,則小球的直徑d為      mm。用秒表記下了單擺振動(dòng)50次的時(shí)間如右圖所示,由圖可讀出時(shí)間為       s。

 

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