查看答案和解析>>

用半徑相同的小球1和小球2的碰撞驗證動量守恒定律，實驗裝置如圖1所示，斜槽與水平槽圓滑連接。安裝好實驗裝置，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。接下來的實驗步驟如下：

步驟1：不放小球2，讓小球1從斜槽上A點由靜止?jié)L下，并落在地面上。重復(fù)多次，用盡可能小的圓，把小球的所有落點圈在里面，認(rèn)為其圓心就是小球落點的平均位置；
步驟2：把小球2放在斜槽前端邊緣處的C點，讓小球1從A點由靜止?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的平均位置；
步驟3：用刻度尺分別測量三個落地點的平均位置M、P、N離O點的距離，即線段OM、OP、ON的長度。
（1）在上述實驗操作中，下列說法正確的是_________。
A．小球1的質(zhì)量一定大于球2的質(zhì)量，小球1的半徑可以大于小球2的半徑
B．將小球靜止放置在軌道末端看小球是否滾動來檢測斜槽軌道末端是否水平
C．小球在斜槽上的釋放點應(yīng)該越高越好，可樣碰前的速度大，測量誤差會小
D．復(fù)寫紙鋪在白紙的上面，實驗過程中復(fù)寫紙可以隨時拿起看印跡是否清晰并進(jìn)行移動
（2）以下提供的器材中，本實驗必需的有_________。
A．刻度尺
B．游標(biāo)卡尺
C．天平
D．秒表
（3）設(shè)球1的質(zhì)量為m₁，球2的質(zhì)量為m₂，MP的長度為l₁，ON的長度為l₂，則本實驗驗證動量守恒定律的表達(dá)式為_________，即說明兩球碰撞遵守動量守恒定律。
（4）完成實驗后，實驗小組對上述裝置進(jìn)行了如圖2所示的改變：

①在木板表面先后釘上白紙和復(fù)寫紙，并將木板豎直立于靠近槽口處，使小球A從斜槽軌道上某固定點C由靜止釋放，撞到木板并在白紙上留下痕跡O；
②將木板向右平移適當(dāng)?shù)木嚯x固定，再使小球A從原固定點C由靜止釋放，撞到木板上得到痕跡P；
③把半徑相同的小球B靜止放在斜槽軌道水平段的最右端，讓小球A仍從原固定點由靜止開始滾下，與小球B相碰后，兩球撞在木板上得到痕跡M和N；
④用刻度尺測量紙上O點到M、P、N三點的距離分別為y₁、y₂、y₃。請你寫出用直接測量的物理量來驗證兩球碰撞過程中動量守恒的表達(dá)式：_________。（小球A、B的質(zhì)量分別為m₁、m₂）

查看答案和解析>>

用半徑相同的小球1和小球2的碰撞驗證動量守恒定律，實驗裝置如圖10所示，斜槽與水平槽圓滑連接。安裝好實驗裝置，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。接下來的實驗步驟如下：

步驟1：不放小球2，讓小球1從斜槽上A點由靜止?jié)L下，并落在地面上。重復(fù)多次，用盡可能小的圓，把小球的所有落點圈在里面，認(rèn)為其圓心就是小球落點的平均位置；

步驟2：把小球2放在斜槽前端邊緣處的C點，讓小球1從A點由靜止?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的平均位置；

步驟3：用刻度尺分別測量三個落地點的平均位置M、P、N離O點的距離，即線段OM、OP、ON的長度。

①在上述實驗操作中，下列說法正確的是___________

A．小球1的質(zhì)量一定大于球2的質(zhì)量，小球1的半徑可以大于小球2的半徑

B．將小球靜止放置在軌道末端看小球是否滾動來檢測斜槽軌道末端是否水平

C．小球在斜槽上的釋放點應(yīng)該越高越好，可樣碰前的速度大，測量誤差會小

D．復(fù)寫紙鋪在白紙的上面，實驗過程中復(fù)寫紙可以隨時拿起看印跡是否清晰并進(jìn)行移動

②以下提供的器材中，本實驗必需的有（　 ）

A．刻度尺　 　　 B．游標(biāo)卡尺 　　　C．天平　 　　　　 D．秒表

③設(shè)球1的質(zhì)量為m₁，球2的質(zhì)量為m₂，MP的長度為l₁，ON的長度為l₂，則本實驗驗證動量守恒定律的表達(dá)式為________________________，即說明兩球碰撞遵守動量守恒定律。

④完成實驗后，實驗小組對上述裝置進(jìn)行了如圖11所示的改變：（I）在木板表面先后釘上白紙和復(fù)寫紙，并將木板豎直立于靠近槽口處，使小球A從斜槽軌道上某固定點C由靜止釋放，撞到木板并在白紙上留下痕跡O；（II）將木板向右平移適當(dāng)?shù)木嚯x固定，再使小球A從原固定點C由靜止釋放，撞到木板上得到痕跡P；（III）把半徑相同的小球B 靜止放在斜槽軌道水平段的最右端，讓小球A仍從原固定點由靜止開始滾下， 與小球B 相碰后，兩球撞在木板上得到痕跡 M和 N；（IV）用刻度尺測量紙上O點到M、P、N 三點的距離分別為y₁、y₂、y₃。請你寫出用直接測量的物理量來驗證兩球碰撞過程中動量守恒的表達(dá)式：　　　　　 。（小球A、B的質(zhì)量分別為m₁、m₂）

查看答案和解析>>

一、1、C2、C 3、B 4、C 5、BC 6、B 7、AD 8、D

二、實驗題：（18分）將答案填在題目的空白處，或者要畫圖連線。

9、（6分）__BE_ （3分）   ____AD___（3分）

10、（12分）（1）如圖b（4分）

（2）由于R_L2比R_L1小得多，燈泡L₂分得的電壓很小，雖然有電流渡過，但功率很小，不能發(fā)光。（4分）

（3）如圖c

解析：由于燈泡L₂和L₁額定電壓相同，燈泡L₂功率大得多，故R_L2比R_L1小得多，燈泡L₂分得的電壓很小，雖然有電流渡過，但功率很小，不能發(fā)光。（4分）

三、本大題共三小題共計54分．解答時請寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟．只寫出最后答案的不能得分．有數(shù)值計算的題．答案中必須明確寫出數(shù)值和單位

11、（16分）(1) 根據(jù)帶電小球A恰能做完整的圓周運動，因，則小球能通過復(fù)合場中的最高點P（如圖）設(shè)經(jīng)過軌道上的P點的速度為v，由小球A的重力和電場力的合力提供向心力有：

…………①（3分）

在圓周軌道的最低點彈簧將B、A兩球向左、右彈開，設(shè)彈開時A、B兩球的速度大小分別為v_A、v_B，由動量守恒有：        

，即…………②（3分）

小球A從圓周軌道的最低點運動到P的過程中，由動能定理有：

…③（2分）

由①②③求得：

(2)設(shè)BC碰后速度為v₁ , B與C碰撞動量守恒

得v₁=2m/S        …④（2分）

BC整體減速,D球加速,當(dāng)兩者速度相等時設(shè)為v₂,彈簧最短,彈性勢能最大

 得v₂=m/S    ……⑤（3分）

E_{P m}= ……⑥（3分）

12、（18分）（1）（6分）設(shè)球到D點時的速度為，從釋放至D點，

根據(jù)動能定理  （3分）

對球，根據(jù)動量守恒定律   （2分）

解得（1分）

（2）（6分）兩球進(jìn)入復(fù)合場后，由計算可知兩球在洛倫茲力作用下做勻速圓周運動，軌跡示意圖如右圖所示（1分）

洛倫茲力提供向心力（2分）

由圖可知（2分）

解得  （1分）

（3）（6分）系統(tǒng)損失的機械能

或

解得

13、（20分）⑴設(shè)勻速直線運動的速度為v₀， ef有效切割長度為l，則電流：

，由于v₀不變，所以I不變。或由平衡條件證明同樣給分（4分）

⑵由能量守恒，得：…………………………（2分）

設(shè)彈簧形變量為x，由平衡條件，得： 2BIxtan30°= kx…………（2分）

解得 v₀ =      （2分）   k =  …（2分）

⑶ef越過O點后，與彈簧脫離，設(shè)導(dǎo)體棒最終停止位置距O點的距離為x₀，某時刻回路中ef有效切割長度為L₁，ef的速度為v，加速度為a，電流為I， 據(jù)牛頓第二定律，得：― BIL₁= ma

電流 I = =    得： ― = ma……………………… (3分)

取一小段時間△t，速度微小變化為△v，回路面積微小增加為△S，則  ― △t = ma△t

即： ― ∑△t = ∑ma△t    ―∑L₁v△t = m∑a△t   ―∑△S = m∑△v

― x₀²tan30⁰= 0－mv₀     (3分)   將 v₀= 代入，得：x ₀ = ―― (2分)