由動量守恒定律 (左) 查看更多

 

題目列表(包括答案和解析)

為了驗(yàn)證動量守恒定律(探究碰撞中的不變量),某同學(xué)選取了兩個材質(zhì)相同,體積不等的立方體滑塊A和B,按下述步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn):
步驟1:在A、B的相撞面分別裝上尼龍拉扣,以便二者相撞以后能夠立刻結(jié)為整體;
步驟2:安裝好實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲,鋁質(zhì)軌道槽的左端是傾斜槽,右端是長直水平槽,傾斜槽和水平槽由一小段弧連接,軌道槽被固定在水平桌面上,在軌道槽的側(cè)面與軌道等高且適當(dāng)遠(yuǎn)處裝一臺數(shù)碼頻閃照相機(jī);
步驟3:讓滑塊B靜置于水平槽的某處,滑塊A從斜槽某處由靜止釋放,同時(shí)開始頻閃拍攝,直到A、B停止運(yùn)動,得到一幅多次曝光的數(shù)碼照片;
步驟4:多次重復(fù)步驟3,得到多幅照片,挑出其中最理想的一幅,打印出來,將刻度尺緊靠照片放置,如圖乙所示.
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(1)由圖分析可知,滑塊A與滑塊B碰撞發(fā)生的位置
 

①在P5、P6之間
②在P6
③在P6、P7之間
(2)為了探究碰撞中動量是否守恒,需要直接測量或讀取的物理量是
 

①A、B兩個滑塊的質(zhì)量m1和m2
②滑塊A釋放時(shí)距桌面的高度
③頻閃照相的周期
④照片尺寸和實(shí)際尺寸的比例
⑤照片上測得的S45、S56和S67、S78
⑥照片上測得的S34、S45、S56和S67、S78、S89
⑦滑塊與桌面間的動摩擦因數(shù)
寫出驗(yàn)證動量守恒的表達(dá)式
 

(3)請你寫出一條有利于提高實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確度或改進(jìn)實(shí)驗(yàn)原理的建議:
 

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(1)“驗(yàn)證動量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中,入射小球m1=15g,原來靜止的被碰小球m2=10g,由實(shí)驗(yàn)測得它們在碰撞前后的x-t圖象如圖1,可知入射小球碰撞前的m1v1
 
,入射小球碰撞后的m1v1′是
 
,被碰小球碰撞后的m2v2'是
 
.由此得出結(jié)論
 

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(2)某同學(xué)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和氣墊導(dǎo)軌做驗(yàn)證動量守恒定律的實(shí)驗(yàn).氣墊導(dǎo)軌裝置如圖2所示,所用的氣墊導(dǎo)軌裝置由導(dǎo)軌、滑塊、彈射架等組成.在空腔導(dǎo)軌的兩個工作面上均勻分布著一定數(shù)量的小孔,向?qū)к壙涨粌?nèi)不斷通入壓縮空氣,空氣會從小孔中噴出,使滑塊穩(wěn)定地漂浮在導(dǎo)軌上,這樣就大大減小了因滑塊和導(dǎo)軌之間的摩擦而引起的誤差.
(3)下面是實(shí)驗(yàn)的主要步驟:
①安裝好氣墊導(dǎo)軌,調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌的調(diào)節(jié)旋鈕,使導(dǎo)軌水平;
②向氣墊導(dǎo)軌通入壓縮空氣;
③把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在緊靠氣墊導(dǎo)軌左端彈射架的外側(cè),將紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器這彈射架并固定在滑塊1的左端,調(diào)節(jié)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的高度,直至滑塊拖著紙帶移動時(shí),紙帶始終在水平方向;
④使滑塊1擠壓導(dǎo)軌左端彈射架上的橡皮繩;
⑤把滑塊2放在氣墊導(dǎo)軌的中間;
⑥先
 
,然后
 
,讓滑塊帶動紙帶一起運(yùn)動;
⑦取下紙帶,重復(fù)步驟④⑤⑥,選出理想的紙帶如下圖所示;精英家教網(wǎng)
⑧測得滑塊1(包括撞針)的質(zhì)量310g,滑塊2(包括橡皮泥)的質(zhì)量為205g.試完善實(shí)驗(yàn)步驟⑥的內(nèi)容.
(4)已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02s打一個點(diǎn),計(jì)算可知兩滑塊相互作用以前系統(tǒng)的總動量為
 
kg?m/s;兩滑塊相互作用以后系統(tǒng)的總動量為
 
kg?m/s,設(shè)碰撞后粘在一起運(yùn)動(保留三位有效數(shù)字).
(5)試說明(4)中兩結(jié)果不完全相等的主要原因是
 

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在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中,質(zhì)量為m=1kg的重物自由下落,在紙帶上打出一系列的點(diǎn),如圖所示(相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)間間隔為0.04s),單位為cm,那么:
(1)紙帶的
端與重物相連(填“左”或“右”)
(2)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B時(shí),物體的速度vB=
4.25m/s
4.25m/s

(3)從起點(diǎn)O到打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B的過程中物體重力勢能的減少量△EP=
2.28J
2.28J
,此過程中物體的動能的增加量△Ek=
2.26J
2.26J
.(g取9.8m/s2
(4)通過計(jì)算,數(shù)值上△Ek
△EP(填“>”、“=”、“<”),這是因?yàn)?!--BA-->
重物下落過程中受到阻力作用
重物下落過程中受到阻力作用

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在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中,已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的周期是0.02s,重錘的質(zhì)量為1.00kg,實(shí)驗(yàn)中得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶如圖所示,把第一個點(diǎn)記作O,另選連續(xù)的3個點(diǎn)B、C、D作為測量點(diǎn).經(jīng)測量知道B、C、D各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離分別為62.86cm、70.03cm、77.60cm.根據(jù)以上數(shù)據(jù)可知重物由O點(diǎn)運(yùn)動到C點(diǎn),動能的增加量等于
6.79
6.79
J(取3位有效數(shù)字),紙帶的
端連接重物(選填:“左”、“右”).

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在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中,質(zhì)量m=1.00kg的重物自由下落,帶動紙帶打出一系列的點(diǎn),如圖所示.相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.02s;(g=9.8m/s2,計(jì)算結(jié)果小數(shù)點(diǎn)后保留2位有效數(shù)字)
(1)紙帶的
(填“左”或“右”)端與重物相連;
(2)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B時(shí),物體的速度vB=
1.76
1.76
 m/s;
(3)從起點(diǎn)O到打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B的過程中物體的動能增加量△EK=
1.55
1.55
 J,勢能減少量△EP=
1.56
1.56
 J;
(4)通過計(jì)算發(fā)現(xiàn),數(shù)值上△EK
△EP(填“>”,“=”或“<”),這是因?yàn)樵谥劐N下落過程中存在著阻力的作用.我們可以通過該實(shí)驗(yàn)裝置測定該阻力的大小,方法如下:先通過紙帶測得下落的加速度a=
9.5
9.5
 m/s2.再根據(jù)牛頓第二定律計(jì)算出重錘在下落的過程中受到的平均阻力f=
0.3
0.3
 N.

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