【題目】用如圖所示裝置來驗證動量守恒定律,質(zhì)量為mA的鋼球A用細(xì)線懸掛于O點,質(zhì)量為mB的鋼球B放在離地面高度為H的小支柱N上,O點到A球球心的距離為L,使懸線在A球釋放前伸直,且線與豎直線夾角為α,A球釋放后擺到最低點時恰與B球正碰,碰撞后,A球把輕質(zhì)指示針OC推移到與豎直線夾角β處,B球落到地面上,地面上鋪有一張蓋有復(fù)寫紙的白紙D,保持α角度不變,多次重復(fù)上述實驗,白紙上記錄到多個B球的落點.
(1)圖中S應(yīng)是B球初始位置到的水平距離.
(2)為了驗證兩球碰撞過程動量守恒,應(yīng)測得的物理量有S和 . (用字母表示)
(3)用測得的物理量表示碰撞前后A球、B球的動量:PA= . PA′= . PB=0.PB′= . (當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間)
【答案】
(1)落地點
(2)mA、mB、α、β、H、L、S
(3),,mBS
【解析】解:(1)B球離開小支柱后做平拋運動,S是B球做平拋運動的水平位移,即:B球初始位置到落地點的水平距離.(2)小球從A處下擺過程只有重力做功,機械能守恒,由機械能守恒定律得:
mAgL(1﹣cosα)= mAvA2﹣0,
解得:vA= ,
則PA=mAvA=mA ;
小球A與小球B碰撞后繼續(xù)運動,在A碰后到達(dá)最左端過程中,機械能再次守恒,
由機械能守恒定律得:﹣mAgL(1﹣cosβ)=0﹣ mAvA′2,
解得vA′= ,
PA′=mAvA′=mA ;
碰前小球B靜止,則PB=0;
碰撞后B球做平拋運動,水平方向:S=vB′t,豎直方向H= gt2,
解得vB′=S ,則碰后B球的動量PB′=mBvB′=mBS ;
由動量守恒定律可知,實驗需要驗證的表達(dá)式為:
mA =mA +mBS ,
實驗需要測量的量有:mA;mB;α;β;H;L;S.
故答案為:(1)落地點;(2)mA、mB、α、β、H、L、S.(3) ; ;0;mBS ;(3)mBS .
A球下擺過程機械能守恒,根據(jù)守恒定律列式求最低點速度;球A上擺過程機械能再次守恒,可求解碰撞后速度;碰撞后小球B做平拋運動,根據(jù)平拋運動的分位移公式求解碰撞后B球的速度,然后驗證動量是否守恒即可.
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【題目】如圖所示,光滑絕緣細(xì)管與水平面成30°角,在管的上方P點固定一個點電荷+Q,P點與細(xì)管在同一豎直平面內(nèi),管的頂端A與P點連線水平,A,P間距離為L.帶電荷量為﹣q的小球(小球直徑略小于細(xì)管內(nèi)徑)從管中A處由靜止開始沿管向下運動,在A處時小球的加速度大小為a,圖中PB⊥AC,B是AC的中點,不考慮小球電荷量對+Q形成的電場的影響.則在+Q形成的電場中( )
A.A點的電勢高于B點的電勢
B.B點的電場強度大小是A點電場強度的4倍
C.小球運動到C點時的速度大小為
D.小球運動到C處的加速度大小也為a
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【題目】如圖a所示為“探究加速度與物體受力及質(zhì)量的關(guān)系”的實驗裝置圖。圖中A為小車,B為裝有砝碼的托盤,C為一端帶有定滑輪的長木板,小車后面所拖的紙帶穿過電火花打點計時器,打點計時器接50HZ交流電。小車的質(zhì)量為m1,托盤及砝碼的質(zhì)量為m2。
①下列說法正確的是 。
A.長木板C必須保持水平 |
B.實驗時應(yīng)先釋放小車后接通電源 |
C.實驗中m2應(yīng)遠(yuǎn)小于m1 |
D.作a-圖像便于行出加速度與質(zhì)量關(guān)系 |
②實驗時,某同學(xué)由于疏忽,遺漏了平衡摩擦力這一步驟,他測量得到的a—F圖像,可能是圖b中的圖線 。(選填“甲、乙、丙”)
③圖c為某次實驗得到的紙帶,紙帶上標(biāo)出了所選的四個計數(shù)點之間的距離,相鄰計數(shù)點間還有四個點沒有畫出。由此可求得小車的加速度的大小是 m/s2。(結(jié)果保留二位有效數(shù)字)
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【題目】如圖為實驗室中驗證動量守恒實驗裝置示意圖
(1)若入射小球質(zhì)量為m1 , 半徑為r1;被碰小球質(zhì)量為m2 , 半徑為r2 , 則
A.m1>m2r1>r2
B.m1>m2r1<r2
C.m1>m2r1=r2
D.m1<m2r1=r2
(2)為完成此實驗,以下所提供的測量工具中必需的是 . (填下列對應(yīng)的字母)
A.直尺
B.游標(biāo)卡尺
C.天平
D.彈簧秤
E.秒表
(3)設(shè)入射小球的質(zhì)量為m1 , 被碰小球的質(zhì)量為m2 , P為碰前入射小球落點的平均位置,則關(guān)系式(用m1、m2及圖中字母表示)成立,即表示碰撞中動量守恒.
(4)在實驗裝置中,若斜槽軌道是光滑的,則可以利用此裝置驗證小球在斜槽上下滑過程中機械能守恒,這時需要測量的物理量有:小球釋放初位置到斜槽末端的高度差h1;小球從斜槽末端做平拋運動的水平移s、豎直高度h2 , 則所需驗證的關(guān)系式為: .
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【題目】某同學(xué)利用打點計時器和氣墊導(dǎo)軌做驗證動量守恒定律的實驗.氣墊導(dǎo)軌裝置如圖(a)所示,所用的氣墊導(dǎo)軌裝置由導(dǎo)軌、滑塊、彈射架等組成.在空腔導(dǎo)軌的兩個工作面上均勻分布著一定數(shù)量的小孔,向?qū)к壙涨粌?nèi)不斷通入壓縮空氣會從小孔中噴出,使滑塊穩(wěn)定地漂浮在導(dǎo)軌上,這樣就大大減小了因滑塊和導(dǎo)軌之間的摩擦而引起的誤差.
(1)下面是實驗的主要步驟:
①安裝好氣墊導(dǎo)軌,調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌的調(diào)節(jié)旋鈕,使導(dǎo)軌水平;
②向氣墊導(dǎo)軌通入壓縮空氣;
③把打點計時器固定在緊靠氣墊導(dǎo)軌左端彈射架的外側(cè),將紙帶穿過打點計時器與彈射架并固定在滑塊1的左端,調(diào)節(jié)打點計時器的高度,直至滑塊拖著紙帶移動時,紙帶始終在水平方向;
④使滑塊1擠壓導(dǎo)軌左端彈射架上的橡皮繩;
⑤把滑塊2放在氣墊導(dǎo)軌的中間;
⑥先 , 然后 , 讓滑塊帶動紙帶一起運動;
⑦取下紙帶,重復(fù)步驟④⑤⑥,選出理想的紙帶如圖(b)所示;
⑧測得滑塊1的質(zhì)量310g,滑塊2(包括橡皮泥)的質(zhì)量為205g.試完善實驗步驟⑥的內(nèi)容.
(2)已知打點計時器每隔0.02s打一個點,計算可知兩滑塊相互作用以前系統(tǒng)的總動量為kgm/s;兩滑塊相互作用以后系統(tǒng)的總動量為kgm/s(保留三位有效數(shù)字).
(3)試說明(2)中兩結(jié)果不完全相等的主要原因是 .
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【題目】一質(zhì)點沿直線Ox方向做加速運動,它離開O點的距離隨時間變化的關(guān)系為s=4+2t3(m),它的速度隨時間變化的關(guān)系為v=6t2(m/s).則該質(zhì)點在t=2s時的瞬時速度和t=0到t=2s間的平均速度分別為( 。
A.8 m/s、24 m/s
B.24 m/s、8 m/s
C.24m/s、10 m/s
D.24 m/s、12 m/s
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【題目】已知氘核質(zhì)量為2.0136u,中子質(zhì)量為1.0087u, He 核的質(zhì)量為3.0150u.兩個速率相等的氘核對心碰撞聚變成 He并放出一個中子,質(zhì)量虧損為1u 時,釋放的能量為931.5MeV.
(1)寫出該核反應(yīng)的反應(yīng)方程式.
(2)該核反應(yīng)釋放的核能是多少?
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【題目】如圖,一固定的楔形木塊,其斜面的傾角θ=30°,另一邊與地面垂直,頂上有一定滑輪.一柔軟的輕細(xì)線跨過定滑輪,兩端分別與物塊A和B連接,A、B質(zhì)量分別為4kg和1kg.開始時將B按在地面上不動,然后放開手讓A沿斜面下滑而B上升.物塊A與斜面間無摩擦,g取10m/s2.當(dāng)A沿斜面下滑1m距離時細(xì)線突然斷了,則( 。
A. 細(xì)線斷裂前A的加速度為5m/s2
B. 細(xì)線斷裂時A的速度為2m/s
C. 細(xì)線斷裂前的拉力為10N
D. 放開手后B上升的最大高度為0.2m
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【題目】如圖所示,一個有界勻強磁場區(qū)域,磁場方向垂直紙面向外.一個矩形閉合導(dǎo)線框abcd,沿紙面由位置1(左)勻速運動到位置2(右).則g( )
A.導(dǎo)線框進(jìn)入磁場時,感應(yīng)電流方向為a→b→c→d→a
B.導(dǎo)線框離開磁場時,感應(yīng)電流方向為a→d→c→b→a
C.導(dǎo)線框離開磁場時,受到的安培力方向水平向左
D.導(dǎo)線框進(jìn)入磁場時,受到的安培力方向水平向右
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