【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(shí)驗(yàn)裝置,在地上鋪一張白紙.白紙上鋪放復(fù)寫紙,記下重錘線所指的位置O.之后的實(shí)驗(yàn)步驟如下:
步驟1:不放小球2,讓小球1從斜槽上A點(diǎn)由靜止?jié)L下,并落在地面上.重復(fù)多次,用盡可能小的圓,把小球的所有落點(diǎn)圈在里面,其圓心就是小球落點(diǎn)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(diǎn)由靜止?jié)L下,使它們碰撞.重復(fù)多次,并使用與步驟1同樣的方法分別標(biāo)出碰撞后兩小球落點(diǎn)的平均位置;
步驟3:用刻度尺分別測量三個落地點(diǎn)的平均位置M、P、N離O點(diǎn)的距離,即線段OM、OP、ON的長度.
(1)上述實(shí)驗(yàn)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(diǎn)間的高度差h1
B.B點(diǎn)離地面的高度h2
C.小球1和小球2的質(zhì)量m1、m2
D.小球1和小球2的半徑r
(2)當(dāng)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(shí)驗(yàn)后,某實(shí)驗(yàn)小組對裝置進(jìn)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(diǎn)與水平槽等高且無縫連接.使小球1仍從斜槽上A點(diǎn)由靜止?jié)L下,重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟1和2的操作,得到兩球落在斜面上的平均落點(diǎn)M′、P′、N′.用刻度尺測量斜面頂點(diǎn)到M′、P′、N′三點(diǎn)的距離分別為l1、l2、l3.則驗(yàn)證兩球碰撞過程中動量守恒的表達(dá)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(zhì)量m1、m2.
故選:C。
(2)因?yàn)槠綊佭\(yùn)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(yùn)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(yùn)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(dāng)所測物理量滿足表達(dá)式m1OP=m1OM+m2ON,說明兩球碰撞遵守動量守恒定律,由功能關(guān)系可知,只要成立,則機(jī)械能守恒,故若m1OP2=m1OM2+m2ON2,說明碰撞過程中機(jī)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(diǎn),設(shè)其水平初速度為v1.小球m1和m2發(fā)生碰撞后,m1的落點(diǎn)在圖中M′點(diǎn),設(shè)其水平初速度為v′1,m2的落點(diǎn)是圖中的N′點(diǎn),設(shè)其水平初速度為v2.設(shè)斜面BC與水平面的傾角為α,
由平拋運(yùn)動規(guī)律得: ,
解得
同理
可見速度正比于
所以只要驗(yàn)證m1=m1+m2即可。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】(1)下列說法中正確的是________.
A.已知水的摩爾質(zhì)量和水分子的質(zhì)量,就可以計(jì)算出阿伏加德羅常數(shù)
B.布朗運(yùn)動說明分子在永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動
C.兩個分子由很遠(yuǎn)(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(xì)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(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)電場和垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場;在xOy直角坐標(biāo)平面內(nèi),第一象限有沿y軸負(fù)方向場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場,第四象限有垂直坐標(biāo)平面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場。一質(zhì)量為m、電荷量為q的正離子(不計(jì)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(yùn)動,從P點(diǎn)垂直y軸進(jìn)入第一象限,經(jīng)過x軸上的A點(diǎn)射出電場進(jìn)入磁場。已知離子過A點(diǎn)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(biāo)原點(diǎn)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(yùn)動到第二象限,則磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小應(yīng)滿足什么條件。
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【題目】研究下列運(yùn)動時,可把運(yùn)動對象視為質(zhì)點(diǎn)的是
A. 地球的公轉(zhuǎn) B. 風(fēng)車的轉(zhuǎn)動
C. 自行車輪子的旋轉(zhuǎn) D. 跳水運(yùn)動員的空中翻轉(zhuǎn)
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【題目】如下圖是“研究平拋物體運(yùn)動”的實(shí)驗(yàn)裝置圖,通過描點(diǎn)畫出平拋小球的運(yùn)動軌跡.
(1)以下是實(shí)驗(yàn)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(yīng)從同一高度由靜止釋放
d.為描出小球的運(yùn)動軌跡,描繪的點(diǎn)可以用折線連接
(2)實(shí)驗(yàn)得到平拋小球的運(yùn)動軌跡,在軌跡上取一些點(diǎn),以平拋起點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn),測量它們的水平坐標(biāo)x和豎直坐標(biāo)y,下圖中y-x2圖象能說明平拋小球運(yùn)動軌跡為拋物線的是________.
(3)如圖是某同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)畫出的平拋小球的運(yùn)動軌跡,O為平拋的起點(diǎn),在軌跡上任取三點(diǎn)A、B、C,測得A、B兩點(diǎn)豎直坐標(biāo)y1為5.0 cm、y2為45.0 cm,A、B兩點(diǎn)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(diǎn)的豎直坐標(biāo)y3為60.0 cm,則小球在C點(diǎn)的速度vC為________m/s(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字,g取10 m/s2).
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【題目】在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中,已備有:電火花計(jì)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(zhì)量相等的兩小球a、b分別從斜面頂端A和斜面中點(diǎn)B沿水平方向拋出,恰好都落在斜面底端,不計(jì)空氣阻力.則有
A. a、b的運(yùn)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(dá)斜面底端時速度方向相同
D. a、b到達(dá)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(qiáng)電場,AB為電場的左側(cè)邊界.現(xiàn)將一質(zhì)量為m=0.04kg、電荷量為q=-1×10-4C的滑塊(視為質(zhì)點(diǎn))從BC上的某點(diǎn)由靜止釋放,滑塊通過A點(diǎn)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(diǎn)時速度vA的大。
(2)滑塊在BC軌道上的釋放點(diǎn)到B點(diǎn)的距離x;
(3)滑塊離開A點(diǎn)后在空中運(yùn)動速度v的最小值.
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【題目】在做“研究平拋物體的運(yùn)動”實(shí)驗(yàn)時:
(1)下列說法正確的是_________________________.
A.應(yīng)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(shí)運(yùn)動,記錄的點(diǎn)應(yīng)適當(dāng)多一些
(2)下列哪些因素會使實(shí)驗(yàn)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(biāo)系時,以斜槽末端端口位置為坐標(biāo)原點(diǎn)
D.根據(jù)曲線計(jì)算平拋運(yùn)動的初速度時,在曲線上取作計(jì)算的點(diǎn)離原點(diǎn)O較遠(yuǎn)
(3)如圖所示為一小球做平拋運(yùn)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(jī)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(diǎn)時的速度大小是____________________m/s。
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