【题目】某同学用如图1所示的装置,利用两个大小相同的小球做对心碰撞来验证动量守恒定律,图中AB是斜槽,BC是水平槽,它们连接平滑,O点为过水平槽末端C的重锤线所指的位置.实验时先不放置被碰球2,让球1从斜槽上的某一固定位置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10次,得到球1落点的平均位置为P.然后将球2置于水平槽末端,让球1仍从位置G由静止滚下,和球2碰撞,碰后两球分别在记录纸上留下各自的痕迹,重复10次.实验得到两小球的落点的平均位置分别为M、N.
(1)在该实验中,不需要用的器材是下列器材中的 . (单选题、填序号)
A.天平
B.刻度尺
C.秒表
D.大小相同的钢球和硬橡胶球各一个
(2)在此实验中,球1的质量为m1 , 球2的质量为m2 , 需满足m1m2(选填“大于”、“小于”或“等于”).
(3)被碰球2飞行的水平距离由图中线段表示.
(4)某次实验中得出的落点情况如图2所示,假设碰撞过程中动量守恒,则入射小球质量m1和被碰小球质量m2之比为 .
(5)若该碰撞是弹性碰撞,则线段OM、ON、OP应满足的关系是:(只用线段OM、ON、OP表示).
【答案】
(1)C
(2)大于
(3)ON
(4)4:1
(5)OP=OM+ON
【解析】解:(1)为了完成实验,应需要两个大小相等,质量不等的两小球;故需要D;
而在小球碰撞过程中水平方向动量守恒定律,则有:
m1v0=m1v1+m2v2
在做平抛运动的过程中由于时间是相等的,所以得:
tm1v0=tm1v1+tm2v2
即:m1OP=m1OM+m2ON
可知,需要使用天平测量小球的质量,使用刻度尺测量小球在水平方向的位移;故需要AB;而实验中不需要秒表,故选C.
(2)在小球碰撞过程中水平方向动量守恒定律故有:m1v0=m1v1+m2v2
在碰撞过程中动能守恒故有: m1v02=
m1v12+
m2v22
解得:v1= v0
要碰后入射小球的速度v1>0,即m1﹣m2>0,
所以答案是:大于.(3)1球和2球相撞后,2球的速度增大,1球的速度减小,都做平抛运动,竖直高度相同,所以所以碰撞后2球的落地点是N点,所以被碰球2飞行的水平距离由图中线段ON表示;(4)由图中数据可知,OM=15.5cm;OP=25.5cm;ON=40.0cm;
则代入动量守恒表达式可知:m1:m2=4:1;(5)设入射小球质量为m1,被碰小球质量为m2.碰撞前入射球速度为v0,碰撞后两球速度分别为v1、v2.
根据动量守恒得和机械守恒定律得:
m1v0=m1v1+m2v2
m1v02=
m1v12+
m2v22
联立解得:
v0+v1=v2
三球平抛运动时间相同,则得到:
OP+OM=ON,
故:OP=ON﹣OM
所以答案是:(1)C;(2)大于;(3)ON;(4)4:1;(5)OP=OM+ON
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【题目】在原子反应堆中抽动液态金属或在医疗器械中抽动血液等导电液体时,常使用电磁泵.某种电磁泵的结构如图所示,把装有液态钠的矩形截面导管(导管是环形的,图中只画出其中一部分)水平放置于匀强磁场中,磁场的磁感应强度为B , 方向与导管垂直,让电流I按如图方向纵向穿过液态钠且电流方向与B垂直.设导管截面高为a , 宽为b , 导管有长为l的一部分置于磁场中,由于磁场对液态钠的作用力使液态钠获得驱动而不断沿管子向前推进.整个系统是完全密封的,只有金属钠本身在其中流动,其余的部件是固定不动的.
(1)假定在液态钠不流动的条件下,求导管横截面上由磁场驱动力所形成的附加压强p与上述各量的关系式;
(2)设液态钠中每个自由电荷所带电荷量为q , 单位体积内参与导电的自由电荷数为n , 求在横穿液态钠的电流I的方向上参与导电的自由电荷定向移动的平均速度 .
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【题目】如图所示,甲、乙两车的质量均为M,静置在光滑的水平面上,两车相距为L,乙车上站立着一个质量也为M的人,他通过一条水平轻绳用恒定的水平拉力F拉甲车直到两车相碰,在此过程中( )
A.甲、乙两车运动过程中某时刻瞬时速度之比为1:2
B.甲、乙两车运动的距离之比为2:1
C.人拉绳所做的功为FL
D.人拉绳所做的功为 FL
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【题目】下列关于力的说法,正确的是( )
A.被踢出去的足球在地面上向前滚动,是由于受到向前的牵引力作用
B.重力的方向不一定指向地心
C.物体相互作用时,先有施力物体,后有受力物体
D.力是使物体发生形变或使物体运动状态改变的原因
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【题目】下列说法中正确的是( )
A.参考系就是相对地面静止不动的物体
B.研究跳水运动员在空中姿态时,可以把运动员看作质点
C.物体运动时,平均速度的方向与位移的方向相同
D.亚里士多德早已对自由落体运动作出了科学正确的结论
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【题目】利用落体法验证机械能守恒定律实验,由于重物及纸带受空气及打点计时器阻力的作用,系统误差的情况总是:重物减少的重力势能比增加的动能________(填“大些”或“小些”)。
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【题目】如图所示,水平面内的等边三角形ABC的边长为L,顶点C恰好位于光滑绝缘直轨道CD的最低点,光滑直导轨的上端点D到A、B两点的距离均为L,D在AB边上的竖直投影点为O。一对电荷量均为-Q的点电荷分别固定于A、B两点。在D处将质量为m、电荷量为+q的小球套在轨道上(忽略它对原电场的影响),将小球由静止开始释放,已知静电力常量为k、重力加速度为g,且,忽略空气阻力,则
A. 轨道上D点的场强大小为
B. 小球刚到达C点时,其加速度为零
C. 小球刚到达C点时,其动能为
D. 小球沿直轨道CD下滑过程中,其电势能先增大后减小
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【题目】在《探究加速度与力、质量的关系》实验中.
(1)某组同学用如图1所示装置,采用控制变量的方法,来研究小车质量不变的情况下,小车的加速度与小车受到力的关系.下列措施中不需要和不正确的是
A.首先要平衡摩擦力,使小车受到合力就是细绳对小车的拉力.
B.平衡摩擦力的方法就是,在塑料小桶中添加砝码,使小车能匀速滑动.
C.每次改变拉小车拉力后都需要重新平衡摩擦力
D.实验中通过在塑料桶中增加砝码来改变小车受到的拉力
E.每次小车都要从同一位置开始运动
F.实验中应先放小车,然后再开打点计时器的电源
(2)某组同学实验得出数据,画出a﹣F图象如图2所示,那么该组同学实验中出现的问题可能是
A.实验中摩擦力没有平衡
B.实验中摩擦力平衡过度
C.实验中绳子拉力方向没有跟平板平行
D.实验中小车质量发生变化.
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【题目】火车在转弯时,若转弯处内外轨道一样高,则( )
A.火车对内轨产生向内的挤压作用B.火车对外轨产生向外的挤压作用
C.火车对外轨产生向内的挤压作用D.火车对内轨产生向外的挤压作用
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