某同学用下图所示的装置做“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

某同学用下图所示的装置做“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静止放置,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.

(1)本实验必须测量的物理量有________;
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离开斜槽轨道末端后平抛飞行的时间t
D.记录纸上O点到A、B、C各点的距离OA、OB、OC
E.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
(2)根据实验要求,ma__________mb(填“大于”、“小于”或“等于”);
(3)本实验中,要求小球a、b的半径________        (填“一定相同”、“不一定相同”);
 

(4)为测定未放小球b时,小球a落点的平均位置,把刻度尺的零刻度线跟记录纸上的O点对齐,下图给出了小球a落点附近的情况,由图可得OB距离应为__________ cm;
(5)按照本实验方法,验证动量守恒的验证式是___________________________.(用本题(1)中测量的物理量符号表示)

◎ 答案

(1)BD(2)大于(3)一定相同(4)a点位置的范围大致在45.95~45.99 cm(5)maOB=maOA+mbOC

◎ 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的质量,记录纸上O点到A、B、C各点的距离OA、OB、OC
故选BD
(2)在小球碰撞过程中水平方向动量守恒,故有,在碰撞过程中动能守恒,故有 解得,要碰后a的速度v1>0,即
(3)因为需要根据半径画圆,所以一定相同
(4)B点位置的确定方法是,画一个尽量小的圆,把所有的落地点都包括进来,所以B点位置大约在45.95~45.99 cm;
(5)根据动量守恒定律可得,故有,根据两小球从同一高度开始下落,故下落的时间相同,所以只需验证:
点评:验证动量守恒定律中,学会在相同高度下,水平射程来间接测出速度的方法,掌握两球平抛的水平射程和水平速度之间的关系,是解决本题的关键.

◎ 知识点

    专家分析,试题“某同学用下图所示的装置做“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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