【题目】用半径相同的小球1和小球2的碰撞验证动量守恒定律,实验装置如图14所示,斜槽与水平槽圆滑连接。安装好实验装置,在地上铺一张白纸,白纸上铺放复写纸,记下重锤线所指的位置O。接下来的实验步骤如下:
步骤1:不放小球2,让小球1从斜槽上A点由静止滚下,并落在地面上。重复多次,
用尽可能小的圆,把小球的所有落点圈在里面,其圆心就是小球落点的平均位置;
步骤2:把小球2放在斜槽前端边缘位置B,让小球1从A点由静止滚下,使它们碰
撞。重复多次,并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置;
步骤3:用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离,即线段
OM、OP、ON的长度。
①对于上述实验操作,下列说法正确的是___________
A.实验过程中,白纸可以移动,复写纸不能移动
B.小球1的质量应大于小球2的质量
C.应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下
D.斜槽轨道必须光滑
②本实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外,还需要测量的物理量有_______。
A.小球1和小球2的质量m1、m2
B.小球1和小球2的半径r
C.A、B两点间的高度差h1
D.B点离地面的高度h2
③入射球a的质量为m1,被碰球b的质量为m2,各小球的落地点如上图所示,下列关于这个实验的说法正确的是(______)
A.轨道末端必须水平
B.实验中必须测量两个小球的直径
C.要验证的表达式是m1=m1
+m2
D.要验证的表达式是m1=m1
+m2
④完成上述实验后,某实验小组对上述装置进行了改造,如图所示。在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面,斜面的顶点与水平槽等高且无缝连接。使小球1仍从斜槽上A点由静止滚下,重复实验步骤1和2的操作,得到两球落在斜面上的平均落点M′、P′、N′。用刻度尺测量斜面顶点到M′、P′、N′三点的距离分别为L1、L2、L3。则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为______________________(用所测物理量的字母表示)。
【答案】 BC A AD
【解析】(1) A、实验过程中,白纸不可以移动.故A错误.B、根据动量守恒定律可知若碰撞小球1的质量小于2球的质量,则小球1可能被碰回,所以1球质量必须大于2球质量.故B正确.C、小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下,使得小球与另一小球碰撞前的速度不变.故C正确.D、斜槽的粗糙与光滑不影响实验的效果,只要到达底端时速度相同即行.故D错误.故选BC.
(2)本实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外,还需要测量的物理量是两小球的质量,因为可以通过水平位移代表速度的大小,所以不必测量AB的高度和B点离地面的高度.小球的半径不需测量.故A正确.
(3) A、要保证每次小球都做平抛运动,则轨道的末端必须水平,故A正确;B、本实验只需满足正碰,即两个球的大小相同,必须测出小球的质量、小球的水平位置OB,OA,OC,故B错误;C、D、小球离开轨道后做平抛运动,由于小球抛出点的高度相等,它们在空中的运动时间t相等,如果碰撞过程动量守恒,则:m1v0=m1v1+m1v2,两边同时乘以t得:m1v0t=m1v1t+m1v2t,即 ,故D正确,C错误.故选AD.
(4)碰撞前,m1落在图中的P′点,设其水平初速度为v1.小球m1和m2发生碰撞后,m1的落点在图中M′点,设其水平初速度为v1′,m2的落点是图中的N′点,设其水平初速度为v2. 设斜面BC与水平面的倾角为α,由平抛运动规律得:
,
,解得:
;同理
,
,可见速度正比于
.所以只要验证
即可.
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】开普勒1609年一1619年发表了著名的开普勒行星运行三定律,其中第三定律的内容是:所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟公转周期的平方的比值都相等.万有引力定律是科学史上最伟大的定律之一,它于1687年发表在牛顿的《自然哲学的数学原理》中.
(1)请根据开普勒行星运动定律和牛顿运动定律等推导万有引力定律(设行星绕太阳的运动可视为匀速圆周运动);
(2)牛顿通过“月﹣地检验”进一步说明了万有引力定律的正确性,请简述一下如何进行“月﹣地检验”?
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】甲、乙两个质点同时沿同一直线运动,甲的初速度大小是乙的2倍,其速度时间图象如图所示,下列说法正确的是( )
A. 在t=0时刻,甲乙的运动方向相同
B. 在0﹣t2时间内,乙的加速度先增大后减小
C. 若甲乙从同一位置出发,则t=t1时刻它们相距最远
D. 若甲乙从同一位置出发,则t=t2时刻它们相距最远
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】如图,一质量为M=1kg的光滑大圆环,用一细轻杆固定在竖直平面内;套在大环上质量为m=0.2kg的小环(可视为质点),从大环的最高处由静止滑下.重力加速度大小为g.当小环滑到大环的最低点时,大环对轻杆拉力的大小为( )
A.10N
B.20N
C.30N
D.40N
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】如图所示,单摆摆球的质量为m,做简谐运动的周期为T,摆球从最大位移
A处由静止开始释放,摆球运动到最低点B 时的速度为v,则( )
A. 摆球从A运动到B的过程中重力的平均功率为2
B. 摆球从A运动到B的过程中合外力的冲量为mv
C. 摆球从A运动到B的过程中重力的瞬时功率先增大后减小
D. 摆球从A运动到B的过程中重力做的功为
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】以水平面为零势能面,则小球水平抛出时重力势能等于动能的2倍,那么在抛体运动过程中,当其动能和势能相等时,速度和水平速度之比为( )
A.
:
B.1:1
C.1:
D.
:1
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】关于人造地球卫星绕地球作匀速圆周运动,地球的三个人造卫星A、B、C在同一轨道平面上,在某一时刻恰好在同一直线上,则( )
A.向心加速度aA>aB>aC
B.根据v= ,可知vA<vB<vC
C.根据万有引力定律,有FA>FB>FC
D.运动一周后,A先回到原点
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】如图所示在沿水平方右的匀强电场中,竖直放置着一光滑半圆孤的绝缘细管,圆心为O,半径为R,现将质量为m,带电量为+q的小球从圆弧管的水平直径一端B点由静止释放,小球沿细管滑到P点时,速度刚好为零,OP连线与竖直方向的夹角为θ,且θ=37°,不计空气阻力,重力加速度为g,求:
(1)匀强电场强度E为多少?
(2)小球滑到最低点C点时管壁对小球的支持力为多少?
查看答案和解析>>
湖北省互联网违法和不良信息举报平台 | 网上有害信息举报专区 | 电信诈骗举报专区 | 涉历史虚无主义有害信息举报专区 | 涉企侵权举报专区
违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com