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14.某同學(xué)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和氣墊導(dǎo)軌做驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn).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(gè)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,空氣會(huì)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.

實(shí)驗(yàn)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(diǎn)計(jì)時(shí)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(diǎn)計(jì)時(shí)器與彈射架并固定在滑塊1的左端,調(diào)節(jié)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的高度,直至滑塊拖著紙帶移動(dòng)時(shí),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先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源,然后放開滑塊,讓滑塊帶動(dòng)紙帶一起運(yùn)動(dòng);
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(cè)得滑塊1的質(zhì)量310g,滑塊2(包括橡皮泥)的質(zhì)量為205g.
(1)完善實(shí)驗(yàn)步驟⑥的內(nèi)容.
(2)已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02s打個(gè)點(diǎn),計(jì)算可知兩滑塊相互作用以前系統(tǒng)的總動(dòng)量為0.620kg•m/s;兩滑塊相互作用后系統(tǒng)的總動(dòng)量為0.618kg•m/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紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器限位孔有摩擦力的作用.

分析 (1)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí),先接通電源后釋放紙帶;
(2)本實(shí)驗(yàn)為了驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律設(shè)置滑塊在氣墊導(dǎo)軌上碰撞,用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器紙帶的數(shù)據(jù)測(cè)量碰前和碰后的速度,計(jì)算前后的動(dòng)量,多次重復(fù);
(3)實(shí)驗(yàn)中存在阻力,但只要在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)相等,則動(dòng)量守恒定律得到驗(yàn)證.

解答 解:(1)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí),先接通電源后釋放紙帶,所以先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源,后放開滑塊1;
(2)放開滑塊1后,滑塊1做勻速運(yùn)動(dòng),跟滑塊2發(fā)生碰撞后跟2一起做勻速運(yùn)動(dòng),根據(jù)紙帶的數(shù)據(jù)得:
碰撞前滑塊1的動(dòng)量為:P1=m1v1=0.310×0.20.1=0.620kg•m/s,滑塊2的動(dòng)量為零,所以碰撞前的總動(dòng)量為0.620kg•m/s
碰撞后滑塊1、2速度相等,所以碰撞后總動(dòng)量為:P2=m1+m2v2=0.310+0.205×0.1680.14=0.618kg•m/s
(3)因?yàn)榧垘c打點(diǎn)計(jì)時(shí)器限位孔有摩擦力的作用,并時(shí)還有空氣阻力等因素存在;從而使兩結(jié)果并不完全相同,但在誤差允許的范圍內(nèi),可以認(rèn)為動(dòng)量守恒.
故答案為:(1)先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源;放開滑塊1;
(2)0.620;0.618;
(3)紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器限位孔有摩擦力的作用

點(diǎn)評(píng) 本題考查驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn);實(shí)驗(yàn)中要注意打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用方法,知道氣墊導(dǎo)軌必須水平才能滿足動(dòng)量守恒.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

5.如圖所示為一物體作勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度圖線,下列判斷正確的是( �。�
A.前4s物體的速度一直在減小
B.物體的加速度大小為1.5m/s2
C.2s末物體位于出發(fā)點(diǎn)
D.前2秒的加速度與后兩2秒的加速度方向相反

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

5.低空跳傘是一種極限運(yùn)動(dòng),一般在高樓、懸崖、高塔等固定物上起跳.人在空中降落過程中所受空氣阻力隨下落速度的增大而增大,而且速度越大空氣阻力增大得越快.因低空跳傘下落的高度有限,導(dǎo)致在空中調(diào)整姿態(tài)、打開傘包的時(shí)間較短,所以其危險(xiǎn)性比高空跳傘還要高.一名質(zhì)量為70kg的跳傘運(yùn)動(dòng)員背有質(zhì)量為10kg的傘包從某高層建筑頂層跳下,且一直沿豎直方向下落,其整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程的v-t圖象如圖2所示.已知2.0s末的速度為18m/s,10s末拉開繩索開啟降落傘,16.2s時(shí)安全落地,并穩(wěn)穩(wěn)地站立在地面上.g取10m/s2,請(qǐng)根據(jù)此圖象估算:
(1)起跳后2s內(nèi)運(yùn)動(dòng)員(包括其隨身攜帶的全部裝備)所受平均阻力的大��;
(2)運(yùn)動(dòng)員從腳觸地到最后速度減為零的過程中,若不計(jì)傘的質(zhì)量及此過程中的空氣阻力,則運(yùn)動(dòng)員所需承受地面的平均沖擊力多大;
(3)開傘前空氣阻力對(duì)跳傘運(yùn)動(dòng)員(包括其隨身攜帶的全部裝備)所做的功(保留三位有效數(shù)字).

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

2.下列關(guān)于電磁波的說法正確的是(  )
A.只要空間有電場(chǎng)和磁場(chǎng),就能激發(fā)出電磁波
B.各種電磁波在同種介質(zhì)中傳播速度相同
C.電磁波可以發(fā)生偏振現(xiàn)象
D.利用紅外線進(jìn)行遙感、遙控,主要是因?yàn)榧t外線的波長(zhǎng)長(zhǎng),不容易發(fā)生衍射

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

9.如圖甲為應(yīng)用于機(jī)場(chǎng)和火車站的安全檢查儀,用于對(duì)旅客的行李進(jìn)行安全檢查.其傳送裝置可簡(jiǎn)化為如圖乙的模型,緊繃的傳送帶始終保持v=1m/s的恒定速率運(yùn)行.旅客把行李無初速度地放在A處,設(shè)行李與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1,A、B間的距離為2m,g取10m/s2.若乘客把行李放到傳送帶的同時(shí)也以v=1m/s的恒定速率平行于傳送帶運(yùn)動(dòng)到B處取行李,則( �。� 
A.乘客與行李同時(shí)到達(dá)B處
B.行李一直做加速直線運(yùn)動(dòng)
C.乘客提前0.5s到達(dá)B處
D.若傳送帶速度足夠大,行李最快也要2s才能到達(dá)B處

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19.在下列實(shí)例中(不計(jì)空氣阻力)機(jī)械能守恒的是( �。�
A.拉著一個(gè)物體沿著光滑的斜面勻速上升
B.物體沿光滑斜面自由下滑
C.物體做豎直上拋運(yùn)動(dòng)
D.豎直面內(nèi)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的小球

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

6.做拋體運(yùn)動(dòng)的物體,關(guān)于其運(yùn)動(dòng)情況,下列說法正確的是(  )
A.物體一定做曲線運(yùn)動(dòng)B.物體一定做直線運(yùn)動(dòng)
C.物體可能做直線運(yùn)動(dòng)D.物體一定做非勻變速運(yùn)動(dòng)

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

3.(多選)如圖,質(zhì)量為m的物體(可視為質(zhì)點(diǎn)),以某一速度由斜面底端沖上傾角為30°的固定斜面,上升的最大高度為h,其加速度大小為3g4.在這個(gè)過程中,物體( �。�
A.重力勢(shì)能增加了mghB.動(dòng)能減少了mgh
C.動(dòng)能減少了3mgh2D.機(jī)械能損失了3mgh2

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4.如圖所示,一個(gè)帶正電荷的小球沿水平光滑絕緣的桌面向右運(yùn)動(dòng),飛離桌子邊緣A,最后落到地板上.設(shè)有磁場(chǎng)時(shí)飛行時(shí)間為t1,水平射程為x1,著地速度大小為v1;若撤去磁場(chǎng),其余條件不變時(shí),小球飛行時(shí)間為t2,水平射程為x2,著地速度大小為v2.則下列結(jié)論不正確的是(  )
A.x1>x2B.t1>t2C.v1>v2D.v1和v2相同

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