◎ 题目

I．用下图1所示的装置验证动量守恒定律的实验中，两个小球质量不等，半径相等． ①需要测量的量有：______ A、两个小球的质量 B、斜槽末端距地面的高度 C、O点到M、P、N各点的距离OM、OP、ON D、斜面的高度 ②已知球1、球2的质量分别是m1、m2，且m1______m2（填写＞，＜，=），O点在重锤线正下方，M、P、N为小球落点位置，其中M点是______落点，写出题中要验证的表达式______ Ⅱ某实验小组想测量木板对木块的摩擦力所做的功．装置如图2，一木块放在粗糙的水平长木板上，右侧栓有一细线，跨过固定在木板边缘的滑轮与重物连接，木块左侧与穿过打点计时器的纸带相连，长木板固定在水平实验台上．实验时，木块在重物牵引下向右运动，重物落地后，木块继续向右做匀减速运动，图3给出了重物落地后打点计时器打出的纸带，系列小黑点是计数点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图所示．打点计时器所用交流电频率为50Hz，不计纸带与木块间的拉力． （1）可以判断纸带的______（左或右端）与木块连接．根据纸带提供的数据计算打点计时器在打下A点和B点时木块的速度vA=______m/s，vB=______m/s．（结果保留两位有效数字） （2）要测量在AB段木板对木块的摩擦力所做的功WAB，还需要的实验器材是______，还应测量的物理量是______．（填入所选实验器材和物理量前的字母） A．木板的长度lB．木块的质量m1C．木板的质量m2 D．重物质量m3E．木块运动的时间tF．AB段的距离lAB G．天平H．秒表J．弹簧秤 （3）在AB段木板对木块的摩擦力所做的功的关系式WAB=______．（用vA、vB和第（2）问中测得的物理量的字母表示）

◎ 答案

Ⅰ①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：A、两个小球的质量；C、O点到M、P、N各点的距离OM、OP、ON；故选A、C． ②实验过程中入射球的质量应大于被碰球的质量，因此m1＞m2；两球碰撞后，入射球速度减小，入射球速度小于被碰球速度，入射球落点位置变小，入射球的落点位置在被碰球落点位置的后面，由图1所示可知，M点是两球碰撞后m1的落点，P点是m1碰前落点，N点是m2碰后的落点，小球的速度可以用小球的水平位移表示，因此本实验中，动量守恒的表达式是： m1OP=m1OM+m2ON． Ⅱ（1）重物落地后，木块由于惯性继续前进，做匀减速直线运动，相邻计数点间的距离逐渐减小， 故纸带向右运动，故其右端连着小木块；纸带上某点的瞬时速度等于该点前后相邻两个点间的平均速度， 故vA= (6.84+7.48)×0.01m 0.1s×2 =0.72m/s，vB= (9.41+10.06)×0.01m 0.1s×2 =0.97m/s． （2）木块在运动过程中，克服摩擦力做的功等于木块动能的减小量，由动能定理得：木块克服摩擦力做的功为： Wf= 1 2 mv22- 1 2 mv12，因此实验过程中还需要用天平测出木块的质量m1，因此需要的实验器材是G，需要测量的量是B． （3）在AB段对木块，由动能定理得：-WAB═ 1 2 m1vB2- 1 2 m1vA2，因此在AB段木板对木块的摩擦力所做的功的关系式 WAB═ 1 2 m1vA2- 1 2 m1vB2， 故答案为：I、①AC；②＞，球1与球2碰撞后m1的；m1OP=m1OM+m2ON； Ⅱ、（1）右端；0.72；0.97；（2）G；B；（3） 1 2 m1vA2- 1 2 m1vB2．

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析，试题“I．用下图1所示的装置验证动量守恒定律的实验中，两个小球质量不等，半径相等．①需要测量的量有：______A、两个小球的质量B、斜槽末端距地面的高度C、O点到M、P、N各点的距离OM…”主要考查了你对  【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。