【題目】研究兩個小球在軌道水平部分碰撞的規(guī)律(動量守恒定律):先安裝好如圖1實驗裝置,在地上鋪一張白紙.白紙上鋪放復寫紙,記下重錘線所指的位置O.之后的實驗步驟如下:
步驟1:不放小球2,讓小球1從斜槽上A點由靜止?jié)L下,并落在地面上.重復多次,用盡可能小的圓,把小球的所有落點圈在里面,其圓心就是小球落點的平均位置;
步驟2:把小球2放在斜槽前端邊緣位置B,讓小球1從A點由靜止?jié)L下,使它們碰撞.重復多次,并使用與步驟1同樣的方法分別標出碰撞后兩小球落點的平均位置;
步驟3:用刻度尺分別測量三個落地點的平均位置M、P、N離O點的距離,即線段OM、OP、ON的長度.
(1)上述實驗除需測量線段OM、OP、ON的長度外,還需要測量的物理量有 ________ .
A.A、B兩點間的高度差h1
B.B點離地面的高度h2
C.小球1和小球2的質量m1、m2
D.小球1和小球2的半徑r
(2)當所測物理量滿足 ________________ 時(用所測物理量的字母表示),說明兩球碰撞遵守動量守恒定律.如果還滿足_________________時(用所測物理量的字母表示),說明兩球碰撞發(fā)生彈性碰撞.
(3)完成上述實驗后,某實驗小組對裝置進行了如圖2所示的改造.在水平槽末端與水平地面間放置了一個斜面,斜面的頂點與水平槽等高且無縫連接.使小球1仍從斜槽上A點由靜止?jié)L下,重復實驗步驟1和2的操作,得到兩球落在斜面上的平均落點M′、P′、N′.用刻度尺測量斜面頂點到M′、P′、N′三點的距離分別為l1、l2、l3.則驗證兩球碰撞過程中動量守恒的表達式為__________________ (用所測物理量的字母表示).
【答案】 C m1OP=m1OM+m2ON m1(OP)2=m1(OM)2+m2(ON)2 m1=m1+m2
【解析】 (1)根據(jù)動量守恒得,m1OP=m1OM+m2ON,所以除了測量線段OM、OP、ON的長度外,還需要測量的物理量是小球1和小球2的質量m1、m2.
故選:C。
(2)因為平拋運動的時間相等,則水平位移可以代表速度,OP是A球不與B球碰撞平拋運動的位移,該位移可以代表A球碰撞前的速度,OM是A球碰撞后平拋運動的位移,該位移可以代表碰撞后A球的速度,ON是碰撞后B球的水平位移,該位移可以代表碰撞后B球的速度,當所測物理量滿足表達式m1OP=m1OM+m2ON,說明兩球碰撞遵守動量守恒定律,由功能關系可知,只要成立,則機械能守恒,故若m1OP2=m1OM2+m2ON2,說明碰撞過程中機械能守恒,說明兩球的碰撞是彈性碰撞。
(3)碰撞前,m1落在圖中的P′點,設其水平初速度為v1.小球m1和m2發(fā)生碰撞后,m1的落點在圖中M′點,設其水平初速度為v′1,m2的落點是圖中的N′點,設其水平初速度為v2.設斜面BC與水平面的傾角為α,
由平拋運動規(guī)律得: ,
解得
同理
可見速度正比于
所以只要驗證m1=m1+m2即可。
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【題目】(1)下列說法中正確的是________.
A.已知水的摩爾質量和水分子的質量,就可以計算出阿伏加德羅常數(shù)
B.布朗運動說明分子在永不停息地做無規(guī)則運動
C.兩個分子由很遠(r>10-9 m)距離減小到很難再靠近的過程中,分子間作用力先減小后增大,分子勢能不斷增大
D.露珠呈球狀是由于液體表面張力的作用
E.物體的溫度升高,則物體中所有分子的分子動能都增大
(2)在大氣中有一水平放置的固定圓筒,它由a、b和c三個粗細不同的部分連接而成,各部分的橫截面積分別為2S、S和S.已知大氣壓強為p0,溫度為T0.兩活塞A和B用一根長為4L的不可伸長的輕桿相連,把溫度為T0的空氣密封在兩活塞之間,此時兩活塞的位置如圖所示.現(xiàn)對被密封的氣體加熱,其溫度緩慢上升到T,若活塞與圓筒壁之間的摩擦可忽略,此時兩活塞之間氣體的壓強為多少?
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【題目】如圖所示,相距為d的平行金屬板M、N間存在勻強電場和垂直紙面向里、磁感應強度為B0的勻強磁場;在xOy直角坐標平面內(nèi),第一象限有沿y軸負方向場強為E的勻強電場,第四象限有垂直坐標平面向里、磁感應強度為B的勻強磁場。一質量為m、電荷量為q的正離子(不計重力)以初速度v0沿平行于金屬板方向射入兩板間并做勻速直線運動,從P點垂直y軸進入第一象限,經(jīng)過x軸上的A點射出電場進入磁場。已知離子過A點時的速度方向與x軸成45°角。求:
(1)金屬板M、N間的電壓U;
(2)離子第一次離開第四象限磁場區(qū)域的位置C(圖中未畫出)與坐標原點的距離OC和從P到C的時間tPAC;
(3)若已知OA=l, 只有第四象限磁場方向反向且大小變化,其他條件均不變,要使正離子無法運動到第二象限,則磁感應強度B大小應滿足什么條件。
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【題目】如下圖是“研究平拋物體運動”的實驗裝置圖,通過描點畫出平拋小球的運動軌跡.
(1)以下是實驗過程中的一些做法,其中合理的有________.
a.安裝斜槽軌道,使其末端保持水平
b.每次小球釋放的初始位置可以任意選擇
c.每次小球應從同一高度由靜止釋放
d.為描出小球的運動軌跡,描繪的點可以用折線連接
(2)實驗得到平拋小球的運動軌跡,在軌跡上取一些點,以平拋起點O為坐標原點,測量它們的水平坐標x和豎直坐標y,下圖中y-x2圖象能說明平拋小球運動軌跡為拋物線的是________.
(3)如圖是某同學根據(jù)實驗畫出的平拋小球的運動軌跡,O為平拋的起點,在軌跡上任取三點A、B、C,測得A、B兩點豎直坐標y1為5.0 cm、y2為45.0 cm,A、B兩點水平間距Δx為40.0 cm.則平拋小球的初速度v0為________m/s,若C點的豎直坐標y3為60.0 cm,則小球在C點的速度vC為________m/s(結果保留兩位有效數(shù)字,g取10 m/s2).
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【題目】在“驗證機械能守恒定律”的實驗中,已備有:電火花計時器、紙帶、刻度尺、帶鐵夾的鐵架臺,還需要的器材是
A. 彈簧秤 B. 天平 C. 秒表 D. 重錘
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【題目】如圖所示,質量相等的兩小球a、b分別從斜面頂端A和斜面中點B沿水平方向拋出,恰好都落在斜面底端,不計空氣阻力.則有
A. a、b的運動時間滿足ta=tb
B. a、b的初速度大小滿足va=2vb
C. a、b到達斜面底端時速度方向相同
D. a、b到達斜面底端時的動能滿足Eka=2Ekb
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【題目】如圖所示,在豎直平面內(nèi)放置著絕緣軌道ABC,AB部分是半徑R=0.40m的光滑半圓軌道,BC部分是粗糙的水平軌道,BC軌道所在的豎直平面內(nèi)分布著E=1.0×103V/m的水平向右的有界勻強電場,AB為電場的左側邊界.現(xiàn)將一質量為m=0.04kg、電荷量為q=-1×10-4C的滑塊(視為質點)從BC上的某點由靜止釋放,滑塊通過A點時對軌道的壓力恰好為零.已知滑塊與BC間的動摩擦因數(shù)為=0.05,g取10m/s2.求:
(1)滑塊通過A點時速度vA的大;
(2)滑塊在BC軌道上的釋放點到B點的距離x;
(3)滑塊離開A點后在空中運動速度v的最小值.
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【題目】在做“研究平拋物體的運動”實驗時:
(1)下列說法正確的是_________________________.
A.應使小球每次從斜槽上相同的位置自由滑下
B.斜槽軌道必須光滑
C.斜槽軌道末端可以不水平
D.要使描出的軌跡更好地反映真實運動,記錄的點應適當多一些
(2)下列哪些因素會使實驗的誤差增大___________
A.小球與斜槽之間有摩擦
B.安裝斜槽時其末端不水平
C.建立坐標系時,以斜槽末端端口位置為坐標原點
D.根據(jù)曲線計算平拋運動的初速度時,在曲線上取作計算的點離原點O較遠
(3)如圖所示為一小球做平拋運動的閃光照相照片的一部分,圖中背景方格的邊長均為5cm,如果取g=10m/s2,那么照相機的閃光頻率是________________Hz;小球平拋的初速度的大小是___________________m/s;小球經(jīng)過B點時的速度大小是____________________m/s。
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