练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    6．在验证动量守恒定律的实验中，某同学用如图所示的装置进行如下的实验操作：
    ①先将斜槽轨道的末端调整水平，在一块平木板表面钉上白纸和复写纸，并将该木板竖直立于槽口处．使小球a从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞到木板并在白纸上留下痕迹O；
    ②将木板向远离槽口平移一段距离，再使小球a从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞到木板上得到痕迹B；
    ③然后把半径相同的小球b静止放在斜槽水平末端，小球a仍从原来挡板处由静止释放，与小球b相碰后，两球撞在木板上得到痕迹A和C；
    ④用天平测量a、b的质量分别为ma、mb，用刻度尺测量纸上O点到A、B、C三点的竖直距离分别为y1、y2、y3．
    （1）小球a与小球b相碰后，两球撞在木板上得到痕迹A和C，其中小球a撞在木板上的C点（填“A”或“C”）．
    （2）用本实验中所测量的量来验证两球碰撞过程动量守恒，其表达式为$\frac{{m}_{a}}{\sqrt{{y}_{2}}}=\frac{{m}_{a}}{\sqrt{{y}_{3}}}+\frac{{m}_{b}}{\sqrt{{y}_{1}}}$．（仅用ma、mb、y1、y2、y3表示）．

    分析 （1）抓住碰撞后a球的速度小于b球，结合水平位移相等得出平抛运动的时间大小关系，从而确定下降的高度大小关系，确定出落点的位置．
    （2）抓住碰撞前的总动量和碰撞后的总动量相等，结合平抛运动的规律表示出速度，从而得出验证的表达式．

    解答 解：（1）碰撞后，a球的速度小于b球，可知a球在相等水平位移内，所用的时间较长，下降的高度较大，所以a球撞在木板上的C点．
    （2）a球未与b球碰撞，落在B点，根据${y}_{2}=\frac{1}{2}g{{t}_{2}}^{2}$得，${t}_{2}=\sqrt{\frac{2{y}_{2}}{g}}$，则a球与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${v}_{2}=x\sqrt{\frac{g}{2{y}_{3}}}$，${v}_{3}=x\sqrt{\frac{g}{2{y}_{1}}}$，
    若动量守恒，有：mav1=mav2+mbv3，即$\frac{{m}_{a}}{\sqrt{{y}_{2}}}=\frac{{m}_{a}}{\sqrt{{y}_{3}}}+\frac{{m}_{b}}{\sqrt{{y}_{1}}}$．
    故答案为：（1）C，（2）$\frac{{m}_{a}}{\sqrt{{y}_{2}}}=\frac{{m}_{a}}{\sqrt{{y}_{3}}}+\frac{{m}_{b}}{\sqrt{{y}_{1}}}$．

    点评 本题考查了验证动量守恒定律，实验设计新颖，与课本上的实验不同，认真审题、根据题意知道实验原理是正确解题的前提与关键；应用平抛运动规律、动量守恒定律即可正确解题．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    16．下列说法正确的是（　　）
    A．天然放射性现象是玛丽居里首先发现的
    B．在α、β、γ三种射线中，α射线电离性最强，γ射线穿透性最强
    C．作为示踪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过40多种，目前人工制造的放射性同位素已达1000多种，每种元素都有了自己的放射性同位素

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    17．裂变反应是目前核能利用中常用的反应，以原子核${\;}_{92}^{235}$U为燃料的反应堆中，当${\;}_{92}^{235}$U俘获一个慢中子后发生的裂变可以有多种方式．其中一种可表示为反应前后原子核的静止质量分别为mu=235.0439u，mn=1.0087u，mx=138.9178u，ms=93.9154u（以原子质量单位u为单位），已知1u的质量对应的能量为9.3×102MeV，求：
    （1）此裂变反应前后的质量亏损是多少？
    （2）释放出的能量是多少？

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    14．如图所示，一辆重型汽车上放一质量m=30kg的木箱（可视为质点）．木箱与汽车车厢底左端距离L=6m，汽车车厢底距地面高H=1.8m，木箱用一根能承受最大拉力为Fm的水平细绳拴在车厢上，当汽车从静止开始启动，为了保证启动过程中细绳不被拉断，汽车的最大加速度a不得超过4m/s2，（木箱与车厢底板间的动摩擦因数为μ=0.2，可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g=10m/s2）．
    （1）求绳子能承受的最大拉力Fm；
    （2）若汽车以某一速度匀速运动，突然以a1=5m/s2的加速度匀加速行驶，求从开始加速后，经多长时间木箱落到地面上．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    1．如图所示，水平杆固定在竖直杆上，两者互相垂直，水平杆上0、A两点连接有两轻绳，两绳的另一端都系在质量为m的小球上，OA=OB=AB=L，求：
    （1）小球处于静止状态时，两轻绳的拉力大小；
    （2）现通过转动竖直杆，使水平杆在水平面内做匀速圆周运动，三角形OAB始终在竖直平面内，若转动过程OA、AB两绳始终处于拉直状态，则转动的角速度ω应满足的条件．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    11．如图，足够宽的液槽中水的折射率n=$\sqrt{3}$，M是可绕轴转动的平面镜，M与水平面的夹角为α．光线从液槽的侧壁水平射入水中，若α=30°，则经平面镜反射后的光线从水面射出时折射角的正弦值为（　　）
    A．$\frac{{\sqrt{3}}}{3}$B．$\frac{{\sqrt{3}}}{2}$C．$\frac{1}{2}$D．$\frac{{\sqrt{3}}}{6}$

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    18．某同学采用重物自由下落的方法“验证机械能守恒定律”，如图甲所示．打点计时器所用电源频率为50Hz，当地重力加速度的值为9.80m/s2，测得所用重物的质量为1.0kg．若按实验要求正确地选出纸带进行测量，量得连续三点A、B、C到第一个点O的距离如图乙所示，那么，

    （1）纸带的左（选填“左”或“右”）端与重物相连；
    （2）B的速度大小为0.97m/s；从打下点A到打下点C的过程中重力势能的减少量△EP=0.38J（结果保留两位有效数字）；
    （3）猜测：动能的增加量最有可能＜势能的减少量（选填“＞”“＜”或“=”）．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    5．如图所示，一物体M从A点以某一初速度沿倾角α=30°的粗糙固定斜面向上运动，自顶端B点飞出后，垂直撞到高H=1.95m的竖直墙面上C点，又沿原轨迹返回．已知B、C两点的高度差h=0.45m，物体M与斜面间的动摩擦因数μ=$\frac{\sqrt{3}}{5}$，重力加速度g=10m/s2．试求：
    （1）物体M沿斜面向上运动时的加速度大小；
    （2）物体返回后B点时的速度；
    （3）物体被墙面弹回后，从B点回到A点所需的时间．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    6．如图1所示，固定于水平面的U形导线框abcd处于竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中，导线框两平行导轨间距为l，左端接一电阻R．一质量为m、电阻为r的导体棒MN垂直导线框放置．

    （1）若导体棒沿导线框以速度v向右做匀速运动．请根据法拉第电磁感应定律E=$\frac{△Φ}{△t}$，推导金属棒MN中的感应电动势E．
    （2）若将导体棒与重物A用不可伸长的细线相连，细线绕过定滑轮，导体棒与滑轮之间的细线保持水平，如图2所示．静止释放重物，重物将通过细线拉动导体棒开始运动，运动过程中导体棒不会与定滑轮发生碰撞．若重物A的质量也为m，不计细线的质量以及一切摩擦．
    i）在图3中定性画出导体棒MN的速度v随时间t变化的图象；
    ii）当重物从静止开始下落，下落的高度为h时，重物的速度为v，此时导体棒的速度还没有达到稳定，在此过程中，求：
    a．电阻R上产生的焦耳热；
    b．导体棒的运动时间．

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案