- 137.00 KB
- 2021-05-23 发布
- 1、本文档由用户上传,淘文库整理发布,可阅读全部内容。
- 2、本文档内容版权归属内容提供方,所产生的收益全部归内容提供方所有。如果您对本文有版权争议,请立即联系网站客服。
- 3、本文档由用户上传,本站不保证质量和数量令人满意,可能有诸多瑕疵,付费之前,请仔细阅读内容确认后进行付费下载。
- 网站客服QQ:403074932
1.(4分)【加试题】(2018年11月浙江选考物理)小明做“探究碰撞中的不变量”实验的装置如图1所示,悬挂在O点的单摆由长为l的细线和直径为d的小球A组成,小球A与放置在光滑支撑杆上的直径相同的小球B发生对心碰撞,碰后小球A继续摆动,小球B做平抛运动。
(1)小明用游标卡尺测小球A直径如图2所示,则d=_______mm。又测得了小球A质量m1,细线长度l,碰撞前小球A拉起的角度α和碰撞后小球B做平抛运动的水平位移x、竖直下落高度h。为完成实验,还需要测量的物理量有:______________________。
(2)若A、B两球碰后粘在一起形成新单摆,其周期_________(选填“小于”、“等于”或“大于”)粘合前单摆的周期(摆角小于5°)。
【参考答案】(1)14.40
碰撞后小球A摆动的最大摆角β、小球B的质量m2.
(2)大于
【命题意图】本题考查“探究碰撞中的不变量”实验、游标卡尺读数、单摆周期公式及其相关知识点。
(2)若AB碰撞后粘在一起形成新单摆,摆球质量增大,等效摆长增大,根据单摆周期公式,其周期增大。
2.【加试题】(2018·绍兴适应性考试)《探究碰撞中的不变量》实验有多种实验方案,如图4所示的是一个常用方案。设入射球质量为mA,靶球质量为mB,实验前两球质量最佳的配置是mA________mB(填“大于”“小于”或“等于”)。在所记录的落点M、N、P中________段距离(填“OM”“ON”或“OP”)可用于测量入射球碰撞前的平抛速度;在误差允许的范围内,只要验证了某个关系式成立,便可确定在碰撞中存在守恒的物理量,需验证的关系式是________(用题中所列物理量及图中所标的字母表示)。
图4
【参考答案】 大于 OP mA·OP=mA·OM+mB·ON
4.在“探究碰撞中的不变量”的实验中,下面是某实验小组选用水平气垫导轨,光电门的测量装置来研究两个滑块碰撞过程中系统动量的变化情况。实验装置如图所示。
实验过程:
(1)调节气垫导轨水平,并使光电计时器系统正常工作。
(2)在滑块1上装上挡光片并测出其长度L。
(3)在滑块2的碰撞端面粘上橡皮泥(或双面胶纸)。
(4)用天平测出滑块1和滑块2的质量m1和m2.
(5)把滑块1和滑块2放在气垫导轨上,让滑块2处于静止状态(v2=0),滑块1以初速度v1与之碰撞(这时光电计时器系统自动记录时间),碰撞后两者粘在一起,分别记下滑块1的挡光片碰撞前经过光电门的时间t1和碰撞后经过光电门的时间t2。
(6)根据v=L/t计算滑块1碰撞前经过光电门的速度表达式为 ,碰撞后两滑块粘合在一起经过光电门的速度表达式为 。计算出滑块碰撞前后的动量,并比较两滑块碰撞前后的动量的矢量和。
根据表格中实验数据,完成表格内容(表中计算结果保留三位有效数字)
m1=0.324kg,m2=0.181kg,L=1.00×10-3m
次数
滑块1
滑块2
碰撞前系统动量(kgm/s)
碰撞后系统动量kgm/s
碰撞前v1/(m/s)
碰撞后v/(m/s)
碰撞前
v2/(m/s)
碰撞后v/(m/s)
m1v1
m2v2
(m1+ m2)v1
1
0.290
0.184
0
0.184
2
0.426
0.269
0
0.269
结论
(7)若要证明上述碰撞是非弹性碰撞,那么还应该满足的表达式为 。
(用上面所测物理量的符号即m1、m2、t1、t2、L表示。)
【参考答案】(6)
完成表格内容.
次数
滑块1
滑块2
碰撞前系统动量(kgm/s)
碰撞后系统动量kgm/s
碰撞前v1/(m/s)
碰撞后v/(m/s)
碰撞前
v2/(m/s)
碰撞后v/(m/s)
m1v1
m2v2
(m1+ m2)v
1
0.290
0.184
0
0.184
0.0940
0
0.0920
2
0.426
0.269
0
0.269
0.138
0
0.136
结论
在误差允许的范围内,系统碰撞前后动量的矢量和相等,即系统碰撞前后不变的量是系统的总动量。
(7)m1 >(m1+ m2)
5.某同学设计如图甲所示的装置,通过半径相同的A、B两球的碰撞来探究碰撞过程中的不变量,图中PQ是斜槽,QR为水平槽,实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下,落到位于水平地面的记录纸上,留下痕迹.重复上述操作10次,得到10个落点痕迹,再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方,让A球仍从位置G由静止开始滚下,和B球碰撞后,A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹,重复这种操作10次.图中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点,B球落点痕迹如图乙所示,其中米尺水平放置,且平行于G、R、O所在的平面,米尺的零点与O点对齐.
(1)碰撞后B球的水平射程是________cm.
(2)在以下四个选项中,本次实验必须进行的测量是________.
A.水平槽上未放B球时,A球落点位置到O点的距离
B.A球与B球碰撞后,A、B两球落点位置到O点的距离
C.A、B两球的质量
D.G点相对于水平槽面的高度
(3)若本实验中测量出未放B球时A球落点位置到O点的距离为xA,碰撞后A、B两球落点位置到O点的距离分别为xA′、xB′,已知A、B两球半径均为r,则通过式子________________即可验证A、B两球碰撞中的不变量.
【参考答案】 (1)64.7(64.2~65.2均可) (2)ABC
(3)mAxA=mAxA′+mBxB′
【名师解析】 (1)由于偶然因素的存在,重复操作时小球的落点不可能完全重合(如题图乙所示),处理的办法是用一个尽可能小的圆将“所有落点位置”包括在内(其中误差较大的位置可略去),此圆的圆心即可看做小球10次落点的平均位置,则碰撞后B球的水平射程等于圆心到O点的距离,由题图乙可得此射程约为64.7 cm.