某同學(xué)利用如圖實(shí)－11－9所示的裝置驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律．圖中兩擺擺長(zhǎng)相同，懸掛于同一高度，A、B兩擺球均很小，質(zhì)量之比為1∶2.當(dāng)兩擺均處于自由靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，其側(cè)面剛好接觸．向右上方拉動(dòng)B球使其擺線伸直并與豎直方向成45°角，然后將其由靜止釋放．結(jié)果觀察到兩擺球粘在一起擺動(dòng)，且最大擺角成30°.若本實(shí)驗(yàn)允許的最大誤差為±4%，此實(shí)驗(yàn)是否成功地驗(yàn)證了動(dòng)量守恒定律？

 

【答案】

見(jiàn)解析

【解析】設(shè)擺球A、B的質(zhì)量分別為mA、mB，擺長(zhǎng)為l，B球的初始高度為h1，碰撞前B

球的速度為 vB.在不考慮擺線質(zhì)量的情況下，根據(jù)題意及機(jī)械能守恒定律得

h1＝l(1－cos45°)                                                          ①

mBvB2＝mBgh1                                                                                        ②

設(shè)碰撞前、后兩擺球的總動(dòng)量的大小分別為p1、p2.

有p1＝mBvB                                                                                          ③

聯(lián)立①②③式得p1＝mB                                    ④

同理可得 p2＝(mA＋mB)                                     ⑤

聯(lián)立④⑤式得＝                                     ⑥

代入已知條件得2≈1.03

由此可以推出≈1.4% ＜4%

所以，此實(shí)驗(yàn)在規(guī)定的范圍內(nèi)驗(yàn)證了動(dòng)量守恒定律．

 

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：閱讀理解

像打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一樣，光電計(jì)時(shí)器也是一種研究物體運(yùn)動(dòng)情況的常見(jiàn)計(jì)時(shí)儀器，每個(gè)光電門都是由激光發(fā)射和接收裝置組成．當(dāng)有物體從光電門通過(guò)時(shí)，光電計(jì)時(shí)器就可以顯示物體的擋光時(shí)間．現(xiàn)利用如圖1所示裝置設(shè)計(jì)一個(gè)“探究物體運(yùn)動(dòng)的加速度與合外力、質(zhì)量關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，圖中NQ是水平桌面、PQ是一端帶有滑輪的長(zhǎng)木板，1、2是固定在木板上間距為L(zhǎng)的兩個(gè)光電門（與之連接的兩個(gè)光電計(jì)時(shí)器沒(méi)有畫出）．可以裝載鉤碼的小車上固定著用于擋光的窄片K，讓小車從木板的頂端滑下，光電門各自連接的計(jì)時(shí)器顯示窄片K的擋光時(shí)間分別為t1和t2．
（1）在某次測(cè)量中，用游標(biāo)卡尺測(cè)量窄片K的寬度，游標(biāo)卡尺如圖3所示，則窄片K的寬度d=
0.00800
0.00800
m（已知L＞＞d），光電門1、2各自連接的計(jì)時(shí)器顯示的擋光時(shí)間分別為t1=4.0×10-2s，t2=2.0×10-2s；
（2）用米尺測(cè)量?jī)晒怆婇T的間距為L(zhǎng)=0.40m，則小車的加速度大小a=
0.15
0.15
 m/s2；
（3）該實(shí)驗(yàn)中，為了把砂和砂桶拉車的力當(dāng)作小車受的合外力，就必須平衡小車受到的摩擦力，正確的做法是
在不掛砂和砂桶的情況下將木板一端抬高，當(dāng)小車能夠勻速下滑時(shí)說(shuō)明已經(jīng)平衡摩擦力
在不掛砂和砂桶的情況下將木板一端抬高，當(dāng)小車能夠勻速下滑時(shí)說(shuō)明已經(jīng)平衡摩擦力
；
（4）某位同學(xué)通過(guò)測(cè)量，把砂和砂桶的重量當(dāng)作小車的合外力F，作出a-F圖線．如圖2的實(shí)線所示．試分析：圖線不通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)O的原因是
平衡摩擦力時(shí)木板傾角過(guò)大（或平衡摩擦力過(guò)度）
平衡摩擦力時(shí)木板傾角過(guò)大（或平衡摩擦力過(guò)度）
．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：閱讀理解

像打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一樣，光電計(jì)時(shí)器也是一種研究物體運(yùn)動(dòng)情況的常見(jiàn)計(jì)時(shí)儀器，每個(gè)光電門都是由激光發(fā)射和接收裝置組成．當(dāng)有物體從光電門通過(guò)時(shí)，光電計(jì)時(shí)器就可以顯示物體的擋光時(shí)間．現(xiàn)利用如圖1所示裝置設(shè)計(jì)一個(gè)“探究物體運(yùn)動(dòng)的加速度與合外力、質(zhì)量關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，圖中NQ是水平桌面、PQ是一端帶有滑輪的長(zhǎng)木板，1、2是固定在木板上間距為l的兩個(gè)光電門（與之連接的兩個(gè)光電計(jì)時(shí)器沒(méi)有畫出）．小車上固定著用于擋光的窄片K，讓小車從木板的頂端滑下，光電門各自連接的計(jì)時(shí)器顯示窄片K的擋光時(shí)間分別為t1和t2．
 
（1）用游標(biāo)卡尺測(cè)量窄片K的寬度（如圖2）d=
5.15×10-3
5.15×10-3
m（已知l＞＞d），光電門1、2各自連接的計(jì)時(shí)器顯示的擋光時(shí)間分別為t1=2.50×10-2s、t2=1.25×10-2s；
（2）用米尺測(cè)量?jī)晒怆婇T的間距為l，則小車的加速度表達(dá)式a=
a=
(
t
2
1
-
t
2
2
)d2
2l
t
2
1
t
2
2
a=
(
t
2
1
-
t
2
2
)d2
2l
t
2
1
t
2
2
（各量均用（1）（2）里的已知量的字母表示）；
（3）該實(shí)驗(yàn)中，為了把砂和砂桶拉車的力當(dāng)作小車受的合外力，就必須平衡小車受到的摩擦力，正確的做法是
不掛砂和砂桶，調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板的傾角，輕推小車讓其下滑，直至兩個(gè)光電計(jì)時(shí)器的讀數(shù)相等為止
不掛砂和砂桶，調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板的傾角，輕推小車讓其下滑，直至兩個(gè)光電計(jì)時(shí)器的讀數(shù)相等為止
；
（4）某位同學(xué)通過(guò)測(cè)量，把砂和砂桶的重量當(dāng)作小車的合外力F，作出a-F圖線．如圖3中的實(shí)線所示．試分析：圖線不通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)O的原因是
平衡摩擦力時(shí)木板傾角太大
平衡摩擦力時(shí)木板傾角太大
；曲線上部彎曲的原因是
沒(méi)有滿足小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂和砂桶的質(zhì)量
沒(méi)有滿足小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂和砂桶的質(zhì)量
．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：閱讀理解

（1）某同學(xué)利用“插針?lè)ā睖y(cè)定玻璃的折射率，所用的玻璃磚兩面平行．正確操作后，作出的光路圖及測(cè)出的相關(guān)角度如圖所示．①此玻璃的折射率計(jì)算式為n=
 
（用圖1中的θ1、θ2表示）；②如果有幾塊寬度大小不同的平行玻璃磚可供選擇，為了減小誤差，應(yīng)選用寬度
 
（填“大”或“小”）的玻璃磚來(lái)測(cè)量．
精英家教網(wǎng)
（2）某實(shí)驗(yàn)小組研究橡皮筋伸長(zhǎng)與所受拉力的關(guān)系．實(shí)驗(yàn)時(shí)，將原長(zhǎng)約200mm的橡皮筋上端固定，在豎直懸掛的橡皮筋下端逐一增掛鉤碼（質(zhì)量均為20g），每增掛一只鉤碼均記下對(duì)應(yīng)的橡皮筋伸長(zhǎng)量；當(dāng)掛上10只鉤碼后，再逐一把鉤碼取下，每取下一只鉤碼，也記下對(duì)應(yīng)的橡皮筋伸長(zhǎng)量．根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)，作出增掛鉤碼和減掛鉤碼時(shí)的橡皮筋伸長(zhǎng)量△l與拉力F關(guān)系的圖象如圖2所示．從圖象中可以得出
 
．（填選項(xiàng)前的字母）
A．增掛鉤碼時(shí)△l與F成正比，而減掛鉤碼時(shí)△l與F不成正比
B．當(dāng)所掛鉤碼數(shù)相同時(shí)，增掛鉤碼時(shí)橡皮筋的伸長(zhǎng)量比減掛鉤碼時(shí)的大
C．當(dāng)所掛鉤碼數(shù)相同時(shí)，增掛鉤碼時(shí)橡皮筋的伸長(zhǎng)量與減掛鉤碼時(shí)的相等
D．增掛鉤碼時(shí)所掛鉤碼數(shù)過(guò)多，導(dǎo)致橡皮筋超出彈性限度
（3）如圖3所示是一些準(zhǔn)備用來(lái)測(cè)量待測(cè)電阻Rx阻值的實(shí)驗(yàn)器材，器材及其規(guī)格列表如下：
器   材 規(guī)       格
待測(cè)電阻Rx
電源E
電壓表V1
電壓表V2
電流表A
滑動(dòng)變阻器R
開關(guān)S，導(dǎo)線若干		 阻值在900Ω-1000Ω之間
具有一定內(nèi)阻，電動(dòng)勢(shì)約9.0V
量程2.0V，內(nèi)阻r1=1000Ω
量程5.0V，內(nèi)阻r2=2500Ω
量程3.0A，內(nèi)阻r=0.10Ω
最大阻值約100Ω，額定電流0.5A
為了能正常進(jìn)行測(cè)量并盡可能減小測(cè)量誤差，實(shí)驗(yàn)要求測(cè)量時(shí)電表的讀數(shù)大于其量程的一半，而且調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器能使電表讀數(shù)有較明顯的變化．請(qǐng)用實(shí)線代替導(dǎo)線，在所給的實(shí)驗(yàn)器材圖中選擇若干合適的器材，連成滿足要求的測(cè)量Rx阻值的電路．

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科目：高中物理 來(lái)源：2012屆江蘇省高三高考一輪復(fù)習(xí)選修3-5實(shí)驗(yàn)十一物理試卷（帶解析） 題型：實(shí)驗(yàn)題

某同學(xué)利用如圖實(shí)－11－9所示的裝置驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律．圖中兩擺擺長(zhǎng)相同，懸掛于同一高度，A、B兩擺球均很小，質(zhì)量之比為1∶2.當(dāng)兩擺均處于自由靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，其側(cè)面剛好接觸．向右上方拉動(dòng)B球使其擺線伸直并與豎直方向成45°角，然后將其由靜止釋放．結(jié)果觀察到兩擺球粘在一起擺動(dòng)，且最大擺角成30°.若本實(shí)驗(yàn)允許的最大誤差為±4%，此實(shí)驗(yàn)是否成功地驗(yàn)證了動(dòng)量守恒定律？

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