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1.如图所示为某实验小组用气垫导轨和光电门做“验证动量守恒定律”的实验装置.两个质量分别为m1=300g、m2=200g滑块A、B上分别固定一挡光片,挡光片的宽度d=6mm.打开气泵,轻推滑块A,使滑块A向右的运动,与静止在导轨上的滑块B发生碰撞,两滑块依次通过光电门2后,立刻终止其运动.测得滑块A碰撞前后通过光电门1和光电门2的时间分别为△t1=10.01ms,△t2=29.99ms,滑块B通过光电门2的挡光时间△t3=9.99ms.(已知1s=103ms,以下计算结果保留2位有效数字)
(1)碰撞前滑块A的速度为0.60m/s;
(2)碰撞前、后滑块A、B的总动量分别为0.18kg•m/s、0.18kg•m/s;
(3)和其他方案相比,采用如图所示装置利用气垫导轨及光电门“验证动量守恒定律”的优点是可以基本消除摩擦力或者用光电门测速度跟准确.(写出一条即可)

分析 (1)根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度求出滑块A碰前的速度;
(2)根据速度公式同理求出碰后AB的速度,再由动量定义求出碰撞前后的动量;
(3)明确实验原理,根据实验中光电门以及气垫导轨的作用分析实验的优点.

解答 解:(1)档光片距离为6mm=0.006m,碰撞前滑块A的速度为vA=$\frac{x}{t}$=$\frac{0.006}{10.01×1{0}^{-3}}$=0.60 m/s;
(2)由1同理可知,碰后A的速度vA'=$\frac{0.006}{29.99×1{0}^{-3}}$=0.20m/s;
v'B=$\frac{0.006}{9.99×1{0}^{-3}}$=0.60m/s;
设A的初速度方向为正方向,则碰前动量P1=mAvA=0.3×0.60=0.18kgm/s;
P2=mAvA'+mBvB'=0.3×0.20+0.2×0.60=0.18kg•m/s;
(3)本实验中基本档以消除摩擦力的影响,同时使用光电门测速度更准确;
故答案为:(1)0.60;(2)0.18、0.18 (3)可以基本消除摩擦力或者用光电门测速度更准确

点评 本题考查利用气垫导轨验证动量守恒定律的实验,要注意明确实验原理,知道利用平均速度求解物体速度的方法,同时掌握动量守恒定律的基本内容.

练习册系列答案
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9.如图所示,小明按要求描绘出了小球做平抛运动的轨迹,O为平抛运动的起点,在轨迹上任取三点A、B、C,小明利用刻度尺量出了C点的坐标是 (60.0cm,50.0cm),则小球平抛的初速度为1.90m/s(结果保留两位小数,g=19m/s2).你认为这样求初速度的方法有何不妥?只用一个点的坐标求出的初速度可能存在较大误差.

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16.如图所示,轻弹簧的一端固定在倾角为30°的光滑直轨道AC的底端A处,另一端连接一质量为m的钢板,钢板静止时,轻弹簧的压缩量为x0.一质量也为m的小滑块从轨道上距钢板为3x0处的C点自由释放,打在钢板上后立刻与钢板一起向下运动,但不粘连,它们到达最低点后又向上运动,恰好能到达O点.已知重力加速度大小为g,小滑块与钢板均可视为质点,小滑块与钢板的碰撞时间极短可以忽略.
(1)求轻弹簧的劲度系数及小滑块与钢板碰完后速度最大时离O点的距离;
(2)求小滑块与钢板刚碰完时的速度;
(3)若小滑块的质量为2m,仍从C点处自由释放,则小滑块沿轨道运动到最高点时离O点的距离.

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6.如图所示为一个质点运动的位移x随时间t变化的图象,由此可知质点(  )
 
A.0~2 s内沿x轴正方向运动B.0~4 s内做曲线运动
C.0~4 s内速率先增大后减小D.0~4 s内位移为零

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13.下列说法不正确的是(  )
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10.下列说法正确的是(  )
A.β射线的速度接近光速,一张普通白纸就可以挡住
B.一定强度的入射光照射某金属发生光电效应时,入射光的频率越高,单位时  间内逸出的光电子数就越多
C.根据玻尔理论可知,氢原子辐射出一个光子后,氢原子的电势能减小,核外电子的运动速度增大
D.比结合能小的原子核结合成比结合能大的原子核时一定释放核能

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4.如图所示,质量m=0.2kg的足够长“U”形金属导轨abcd放置在倾角θ=37°的光滑绝缘斜面上,导轨bc段长L=1m,电阻R=0.5Ω,其余电阻不计.另一质量和电阻与导轨均相同的导体棒PQ垂直放置在导轨上,且与导轨接触良好,棒与导轨间动摩擦因数μ=0.5,其左下侧有两个固定于斜面的光滑绝缘立柱.以ef为界,下侧匀强磁场方向沿斜面向上,磁感应强度大小为B=1T,上侧磁场B′方向垂直斜面向上.初始bcfe构成与正方形,用轻质细线跨过理想定滑轮将bc段中点与与质量为M的重物相连,细线伸直时与导轨bc段垂直.现将重物由静止释放.(最大静摩擦力等于滑动摩擦力,sin37°=0.6,g取10m/s2
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