(1)图1是一辆连有纸带的小车做匀变速直线运动时,打点计时器所打的纸带的一部分.打点频率为50Hz,图中A、B、C、D、E、F…是按时间顺序先后确定的计数点(每两个计数点间有四个

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 动量守恒定律/2022-11-16 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

(1)图1是一辆连有纸带的小车做匀变速直线运动时,打点计时器所打的纸带的一部分.打点频率为50Hz,图中A、B、C、D、E、F…是按时间顺序先后确定的计数点(每两个计数点间有四个实验点未画出).用刻度尺量出AB、DE之间的距离分别是2.40cm和0.84cm.
①那么小车的加速度大小是______m/s2,方向与小车运动的方向相______.
②若当时电网中交变电流的频率变为60Hz,但该同学并不知道,那么做实验的这个同学测得的物体加速度的测量值与实际值相比______(选填:“偏大”、“偏小”或“不变”).
(2)用如图2所示装置来验证动量守恒定律,质量为mB的钢球B放在小支柱N上,B球离地面高度为H;质量为mA的钢球A用细线拴好悬挂于O点,当细线被拉直时O点到球心的距离为L,且细线与竖直线之间夹角为α,球A由静止释放,摆到最低点时恰与球B发生正碰,碰撞后,A球运动到最高点时,细线与竖直线之间夹角为β,B球落到地面上,地面上铺有一张盖有复写纸的白纸D,用来记录球B的落点.
①用图中所示各个物理量的符号表示碰撞前后两球A、B的动量(设两球A、B碰前的动量分别为PA、PB,碰后动量分别为PA'、PB'),则PA=______;PA'=______;PB=______;PB'=______.
②请你提供一条提高实验精度的建议:______.

◎ 答案

(1)每两个计数点间有四个实验点未画出,所以相邻的计数点之间的时间间隔为0.1s
根据运动学公式得:△x=at2
a=
xAB-xDE
3t2
=0.52m/s2
由于从A到F相邻的计数点位移逐渐减小,所以纸带做减速运动,加速度方向与小车运动的方向相反.
如果在某次实验中,交流电的频率偏离60Hz,那么实际打点周期变小,
根据运动学公式△x=at2得:真实的加速度值就会偏大,
所以测量的加速度值与真实的加速度值相比是偏小
(2)碰撞前:对A用动能定理得:
1
2
m
A
v
2
=mgL(1-cosα)

解得:v=

2gL(1-cosα)

所以PA=mA

2gL(1-cosα)

碰撞后:对A用动能定理得:
1
2
m
A
v′
2
=mgL(1-cosβ)

解得:v′=

2gL(1-cosβ)

所以PA'=mA

2gL(1-cosβ)

B球在碰撞前速度为0,所以PB=0
碰撞后B球做平抛运动,运动的时间为t=

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2H
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