【题目】用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。如图所示，先安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下重垂线所指的位置O。
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，并落在埤面上。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)上述实验除需测量线段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．B点离地面的高度h2
C．A、B两点间的高度差h
D．小球1和小球2的半径r
(2)当所测物理量满足表达式___________（用所测物理量的字母表示）时，即说明两球碰撞遵守动量守恒定律。
(3)完成上述实验后，某实验小组对上述装置进行了改造，如图所示的圆弧为圆心在斜槽末端的1/4圆周。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，得到两球落在圆弧上的平均落点为M＇、P＇、N＇。测得斜槽末端与M＇、P＇、N＇三点的连线与竖直方向的夹角分别为1、2、3，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达）
【答案】A m1OP＝m1OM＋m2ON 
【解析】
(1)因为平抛运动的时间相等，则水平位移可以代表速度，OP是A球不与B球碰撞平抛运动的位移，该位移可以代表A球碰撞前的速度，OM是A球碰撞后平抛运动的位移，该位移可以代表碰撞后A球的速度，ON是碰撞后B球的水平位移，该位移可以代表碰撞后B球的速度，当所测物理量满足表达m1OP=m1OM+m2ON，所以除了测量线段OM、OP、ON的长度外，还需要测量的物理量是小球1和小球2的质量m1、m2．故选A.
(2)由理论分析可知测物理量满足表达m1OP=m1OM+m2ON。
(3)根据平抛运动规律
，
，由几何关系可知
，
，可知
，可推得
，故将验证动量守恒的表达式
中的速度代换后为
.
黄冈经典趣味课堂系列答案
启东小题作业本系列答案科目：高中物理 来源： 题型：
【题目】长为L的导体棒原来不带电，现将一带电量为+q的点电荷放在距棒左端R处，如图所示．当棒达到静电平衡后，棒上感应电荷在棒内中点产生的场强大小等于_____，方向为_____．
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【题目】如图所示，质量为m的物块静止地放在半径为R的半球体上，物块与半球体间的动摩擦因数为μ，物块与球心的连线与水平地面的夹角为θ，则下列说法正确的是（ ）
A. 地面对半球体的摩擦力方向水平向左 B. 物块对半球体的压力大小为mgcosθ
C. 物块所受摩擦力大小为mgsinθ D. 物块所受摩擦力大小为mgcosθ
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【题目】如图所示,一个电子由静止开始经加速电场加速后,又沿中心轴线从O点垂直射入偏转电场,并从另一侧射出打到荧光屏上的P点,O′点为荧光屏的中心。已知电子质量m=9.0×1031kg,电荷量e=1.6×1019C,加速电场电压U0=2500V,偏转电场电压U=200V,极板的长度L1=6.0cm,板间距离d=2.0cm,极板的末端到荧光屏的距离L2=3.0cm(忽略电子所受重力,结果保留两位有效数字)。求：
(1)电子射入偏转电场时的初速度v0；
(2) 电子经过偏转电场过程中电场力对它所做的功W；
(3)电子打在荧光屏上的P点到O点的距离h。
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【题目】如图所示，在足够大的空间范围内，同时存在着竖直向上的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场，电场强度为E，磁感应强度为B，足够长的斜面固定在水平面上，斜面倾角为45°。有一带电的小球P静止于斜面顶端A处，且恰好对斜面无压力，若将小球P以初速度v0水向右抛出(P可视为质点)，一段时间后，小球落在斜面上的C点，己知小球的运动轨迹在同一竖直平面内，则( )
A. 若抛出的初速度小于v0，小球在斜面上的落点与A点的距离小于AC间距
B. 若抛出的初速度小于v0，小球落在斜面上的时间将缩短
C. 若沿竖直向上方向以初速度v0抛出小球，小球仍会落回C点
D. 若沿竖直向上方向以初速度v0抛出小球，小球不会落回C点
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【题目】阅读如下资料，并根据资料中有关信息回答问题
(1)以下是地球和太阳的有关数据
(2)己知物体绕地球表面做匀速圆周运动的速度为v＝7.9km/s，万有引力常量G＝6.67×l0－11m3kg－1s－2，光速C＝3×108ms－1；
(3)大约200年前法国数学家兼天文学家拉普拉斯曾预言一个密度如地球，直径为太阳250倍的发光星体由于其引力作用将不允许任何光线离开它，其逃逸速度大于真空中的光速（逃逸速度为第一宇宙速度的
倍），这一奇怪的星体就叫作黑洞。
在下列问题中，把星体（包括黑洞）看作是一个质量分布均匀的球体。（①②的计算结果用科学计数法表达，且保留一位有效数字；③的推导结论用字母表达）
①试估算地球的质量；
②试估算太阳表面的重力加速度；
③己知某星体演变为黑洞时的质量为M，求该星体演变为黑洞时的临界半径R。
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【题目】如图，小球自a点由静止自由下落，到b点时与弹簧接触，到c点时弹簧被压缩到最短，若不计弹簧质量和空气阻力，在小球由a→b→c的运动过程中，说法正确的是
A.小球、弹簧和地球构成的系统总机械能守恒
B.小球的重力势能随时间先减少后增加
C.小球在b点时动能最大
D.到c点时小球动能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量
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【题目】下图是“验证机械能守恒定律”的实验装置示意图，以下列出了一些实验步骤：
A．用天平测出重物和夹子的质量
B．把打点计时器用铁夹固定放到桌边的铁架台上，使两个限位孔在同一竖直面内
C．把打点计时器接在交流电源上，电源开关处于断开状态
D．将纸带穿过打点计时器的限位孔，上端用手提着，下端夹上系住重物的夹子，让重物靠近打点计时器，处于静止状态
E．接通电源，待计时器打点稳定后释放纸带，之后再断开电源
F．用秒表测出重物下落的时间
G．更换纸带，重新进行两次实验
(1)对于本实验，以上不必要的两个步骤是_____ 和________
图乙为实验中打出的一条纸带,O为打出的第一个点,A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点(其他点未画出),打点计时器每隔0.02 s打一个点. 若重物的质量为0.5 kg,当地重力加速度取g=9.8 m/s2,由图乙所给的数据可算出(结果保留两位有效数字):
① 从O点下落到B点的过程中,重力势能的减少量为 J.
② 打B点时重物的动能为 J.
(2) 试指出造成第(1)问中①②计算结果不等的原因是
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【题目】小铼同学在做平抛运动实验时忘了标记小球的抛出点，只得到了它做平抛运动时中间某一段运动轨迹如图所示，a、b、c三点的位置在运动轨迹上已标出（g=10m/s2），则：
（1）小球平抛的初速度大小为________m/s；
（2）小球在b点的速度大小为________m/s
（3）小球从抛出点运动到c点的时间t2=_______s。
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