(18分)、某同学用如图甲装置做验证动量守恒定律的实验.先将a球从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下,在水平地面上的记录纸上留下压痕,重复10次;再把同样大小的b球放在斜槽

◎ 题目

(18分)、某同学用如图甲装置做验证动量守恒定律的实验.先将a球从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下,在水平地面上的记录纸上留下压痕,重复10次;再把同样大小的b球放在斜槽轨道末端水平段的最右端附近静止,让a球仍从原固定点由静止开始滚下,和b球相碰后,两球分别落在记录纸的不同位置处,重复10次.从左向右依次是ABC点。
 
⑴本实验必须测量的物理量有以下哪些_____________.
A.斜槽轨道末端到水平地面的高度H 
B.小球a、b的质量ma、mb  
C.小球a、b的半径r 
D.小球a、b 离开斜槽轨道末端后平抛飞行的时间t
E.记录纸上O点到A、B、C各点的距离OA、OB、OC  
F.a球的固定释放点到斜槽轨道末端水平部分间的高度差h
⑵小球a、b的质量ma、mb应该满足什么关系?为什么?
_________________________________________________________________。
⑶放上被碰小球后,两小球碰后是否同时落地?如果不是同时落地,对实验结果有没有影响?为什么? _________________________________________________________________。
这时小球a、b的落地点依次是图中水平面上的_____点和_____点.

⑷为测定未放被碰小球时,小球a落点的平均位置,把刻度尺的零刻线跟记录纸上的O点对齐,图乙给出了小球a落点附近的情况,由图可得OB距离应为__________cm.
⑸按照本实验方法,验证动量守恒的验证式是______________.

◎ 答案

(1)B、E (2)。防止a球碰撞后反向弹回,再回到碰撞点的过程中因为有摩擦导致速度减小而影响实验结果。(3)同时落地。如果不是同时落地,会影响实验结果。A、C (4)4.59 cm
(5)

◎ 解析


试题分析:(1)要验证动量守恒,就需要知道碰撞前后的动量,所以要测量两个小球的质量及碰撞前后小球的速度,碰撞前后小球都做平抛运动,速度可以用水平位移代替。所以需要测量的量为:小球a、b质量ma、mb,记录纸上O点到A、B、C各点的距离,故选BE。
(2)小球在碰撞过程中水平方向动量守恒,故有mav0=mav1+mbv2,在碰撞过程中动能守恒,故有,要碰撞后a的速度v1>0,即ma-mb>0,ma>mb
(3)同时落地,碰撞后两小球做平抛运动,高度相同,所以运动时间相同。如果不同,则不能用水平位移代替碰撞后的速度,对实验结果有影响。
小球a和b小球相撞后,b小球的速度增大,a小球的速度减小,所以碰撞后a球的落地点距O点最近,b小球距O点最远,而中间一个点是未放b球时a的落地点,所以相碰后,小球a、b的平均落点位置依次是图中的A、C点。
(4)小球a和b相撞后,小球b的速度增大,小球a的速度减小,都做平抛运动,所以未放小球b时小球a的落地点为B点,由图可知OB距离应为45.450cm;
(5)B为碰前入射小球落点的位置,A为碰后入射小球落点的位置,C为被碰小球落点的位置,碰撞前入射小球的速度,碰撞后入射小球的速度,碰撞后被碰小球的速度,若mav1=mbv3+mav2则表明两球碰撞过程中动量守恒,带入数据得

◎ 知识点

    专家分析,试题“(18分)、某同学用如图甲装置做验证动量守恒定律的实验.先将a球从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下,在水平地面上的记录纸上留下压痕,重复10次;再把同样大小的b球放在斜槽…”主要考查了你对  【实验:探究小车速度随时间变化的规律】,【实验:探究弹力与弹簧伸长的关系】,【实验:探究加速度与力、质量的关系】,【实验:探究功与速度变化的关系】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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