6.在驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)用如圖所示的裝置進(jìn)行如下的實(shí)驗(yàn)操作:
①先將斜槽軌道的末端調(diào)整水平,在一塊平木板表面釘上白紙和復(fù)寫紙,并將該木板豎直立于槽口處.使小球a從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放,小球撞到木板并在白紙上留下痕跡O;
②將木板向遠(yuǎn)離槽口平移一段距離,再使小球a從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放,小球撞到木板上得到痕跡B;
③然后把半徑相同的小球b靜止放在斜槽水平末端,小球a仍從原來(lái)?yè)醢逄幱伸o止釋放,與小球b相碰后,兩球撞在木板上得到痕跡A和C;
④用天平測(cè)量a、b的質(zhì)量分別為ma、mb,用刻度尺測(cè)量紙上O點(diǎn)到A、B、C三點(diǎn)的豎直距離分別為y1、y2、y3
(1)小球a與小球b相碰后,兩球撞在木板上得到痕跡A和C,其中小球a撞在木板上的C點(diǎn)(填“A”或“C”).
(2)用本實(shí)驗(yàn)中所測(cè)量的量來(lái)驗(yàn)證兩球碰撞過(guò)程動(dòng)量守恒,其表達(dá)式為$\frac{{m}_{a}}{\sqrt{{y}_{2}}}=\frac{{m}_{a}}{\sqrt{{y}_{3}}}+\frac{{m}_}{\sqrt{{y}_{1}}}$.(僅用ma、mb、y1、y2、y3表示).

分析 (1)抓住碰撞后a球的速度小于b球,結(jié)合水平位移相等得出平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間大小關(guān)系,從而確定下降的高度大小關(guān)系,確定出落點(diǎn)的位置.
(2)抓住碰撞前的總動(dòng)量和碰撞后的總動(dòng)量相等,結(jié)合平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律表示出速度,從而得出驗(yàn)證的表達(dá)式.

解答 解:(1)碰撞后,a球的速度小于b球,可知a球在相等水平位移內(nèi),所用的時(shí)間較長(zhǎng),下降的高度較大,所以a球撞在木板上的C點(diǎn).
(2)a球未與b球碰撞,落在B點(diǎn),根據(jù)${y}_{2}=\frac{1}{2}g{{t}_{2}}^{2}$得,${t}_{2}=\sqrt{\frac{2{y}_{2}}{g}}$,則a球與b球碰撞前的速度${v}_{1}=\frac{x}{{t}_{2}}=x\sqrt{\frac{g}{2{y}_{2}}}$,同理得出a、b碰撞后的速度${v}_{2}=x\sqrt{\frac{g}{2{y}_{3}}}$,${v}_{3}=x\sqrt{\frac{g}{2{y}_{1}}}$,
若動(dòng)量守恒,有:mav1=mav2+mbv3,即$\frac{{m}_{a}}{\sqrt{{y}_{2}}}=\frac{{m}_{a}}{\sqrt{{y}_{3}}}+\frac{{m}_}{\sqrt{{y}_{1}}}$.
故答案為:(1)C,(2)$\frac{{m}_{a}}{\sqrt{{y}_{2}}}=\frac{{m}_{a}}{\sqrt{{y}_{3}}}+\frac{{m}_}{\sqrt{{y}_{1}}}$.

點(diǎn)評(píng) 本題考查了驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)新穎,與課本上的實(shí)驗(yàn)不同,認(rèn)真審題、根據(jù)題意知道實(shí)驗(yàn)原理是正確解題的前提與關(guān)鍵;應(yīng)用平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律、動(dòng)量守恒定律即可正確解題.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

16.下列說(shuō)法正確的是(  )
A.天然放射性現(xiàn)象是瑪麗居里首先發(fā)現(xiàn)的
B.在α、β、γ三種射線中,α射線電離性最強(qiáng),γ射線穿透性最強(qiáng)
C.作為示蹤原子的放射性同位素.半衰期越大越好
D.天然放射性同位素不過(guò)40多種,目前人工制造的放射性同位素已達(dá)1000多種,每種元素都有了自己的放射性同位素

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

17.裂變反應(yīng)是目前核能利用中常用的反應(yīng),以原子核${\;}_{92}^{235}$U為燃料的反應(yīng)堆中,當(dāng)${\;}_{92}^{235}$U俘獲一個(gè)慢中子后發(fā)生的裂變可以有多種方式.其中一種可表示為反應(yīng)前后原子核的靜止質(zhì)量分別為mu=235.0439u,mn=1.0087u,mx=138.9178u,ms=93.9154u(以原子質(zhì)量單位u為單位),已知1u的質(zhì)量對(duì)應(yīng)的能量為9.3×102MeV,求:
(1)此裂變反應(yīng)前后的質(zhì)量虧損是多少?
(2)釋放出的能量是多少?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

14.如圖所示,一輛重型汽車上放一質(zhì)量m=30kg的木箱(可視為質(zhì)點(diǎn)).木箱與汽車車廂底左端距離L=6m,汽車車廂底距地面高H=1.8m,木箱用一根能承受最大拉力為Fm的水平細(xì)繩拴在車廂上,當(dāng)汽車從靜止開(kāi)始啟動(dòng),為了保證啟動(dòng)過(guò)程中細(xì)繩不被拉斷,汽車的最大加速度a不得超過(guò)4m/s2,(木箱與車廂底板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.2,可認(rèn)為最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,取g=10m/s2).
(1)求繩子能承受的最大拉力Fm;
(2)若汽車以某一速度勻速運(yùn)動(dòng),突然以a1=5m/s2的加速度勻加速行駛,求從開(kāi)始加速后,經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間木箱落到地面上.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

1.如圖所示,水平桿固定在豎直桿上,兩者互相垂直,水平桿上0、A兩點(diǎn)連接有兩輕繩,兩繩的另一端都系在質(zhì)量為m的小球上,OA=OB=AB=L,求:
(1)小球處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí),兩輕繩的拉力大小;
(2)現(xiàn)通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)豎直桿,使水平桿在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),三角形OAB始終在豎直平面內(nèi),若轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程OA、AB兩繩始終處于拉直狀態(tài),則轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω應(yīng)滿足的條件.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

11.如圖,足夠?qū)挼囊翰壑兴恼凵渎蕁=$\sqrt{3}$,M是可繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的平面鏡,M與水平面的夾角為α.光線從液槽的側(cè)壁水平射入水中,若α=30°,則經(jīng)平面鏡反射后的光線從水面射出時(shí)折射角的正弦值為( 。
A.$\frac{{\sqrt{3}}}{3}$B.$\frac{{\sqrt{3}}}{2}$C.$\frac{1}{2}$D.$\frac{{\sqrt{3}}}{6}$

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

18.某同學(xué)采用重物自由下落的方法“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”,如圖甲所示.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源頻率為50Hz,當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊闹禐?.80m/s2,測(cè)得所用重物的質(zhì)量為1.0kg.若按實(shí)驗(yàn)要求正確地選出紙帶進(jìn)行測(cè)量,量得連續(xù)三點(diǎn)A、B、C到第一個(gè)點(diǎn)O的距離如圖乙所示,那么,

(1)紙帶的左(選填“左”或“右”)端與重物相連;
(2)B的速度大小為0.97m/s;從打下點(diǎn)A到打下點(diǎn)C的過(guò)程中重力勢(shì)能的減少量△EP=0.38J(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字);
(3)猜測(cè):動(dòng)能的增加量最有可能<勢(shì)能的減少量(選填“>”“<”或“=”).

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

5.如圖所示,一物體M從A點(diǎn)以某一初速度沿傾角α=30°的粗糙固定斜面向上運(yùn)動(dòng),自頂端B點(diǎn)飛出后,垂直撞到高H=1.95m的豎直墻面上C點(diǎn),又沿原軌跡返回.已知B、C兩點(diǎn)的高度差h=0.45m,物體M與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=$\frac{\sqrt{3}}{5}$,重力加速度g=10m/s2.試求:
(1)物體M沿斜面向上運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大;
(2)物體返回后B點(diǎn)時(shí)的速度;
(3)物體被墻面彈回后,從B點(diǎn)回到A點(diǎn)所需的時(shí)間.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

6.如圖1所示,固定于水平面的U形導(dǎo)線框abcd處于豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,導(dǎo)線框兩平行導(dǎo)軌間距為l,左端接一電阻R.一質(zhì)量為m、電阻為r的導(dǎo)體棒MN垂直導(dǎo)線框放置.

(1)若導(dǎo)體棒沿導(dǎo)線框以速度v向右做勻速運(yùn)動(dòng).請(qǐng)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E=$\frac{△Φ}{△t}$,推導(dǎo)金屬棒MN中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E.
(2)若將導(dǎo)體棒與重物A用不可伸長(zhǎng)的細(xì)線相連,細(xì)線繞過(guò)定滑輪,導(dǎo)體棒與滑輪之間的細(xì)線保持水平,如圖2所示.靜止釋放重物,重物將通過(guò)細(xì)線拉動(dòng)導(dǎo)體棒開(kāi)始運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)過(guò)程中導(dǎo)體棒不會(huì)與定滑輪發(fā)生碰撞.若重物A的質(zhì)量也為m,不計(jì)細(xì)線的質(zhì)量以及一切摩擦.
i)在圖3中定性畫出導(dǎo)體棒MN的速度v隨時(shí)間t變化的圖象;
ii)當(dāng)重物從靜止開(kāi)始下落,下落的高度為h時(shí),重物的速度為v,此時(shí)導(dǎo)體棒的速度還沒(méi)有達(dá)到穩(wěn)定,在此過(guò)程中,求:
a.電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱;
b.導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)時(shí)間.

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