题目列表(包括答案和解析)
表1 | 碰前 | 碰后 | ||
滑块m1 | 滑块m2 | 滑块m1 | 滑块m2 | |
速度v(m?s-1) | +0.110 | 0 | 0 | +0.108 |
表2 | 碰前 | 碰后 | ||
滑块m1 | 滑块m2 | 滑块m1 | 滑块m2 | |
速度v(m?s-1) | +0.140 | 0 | +0.069 | +0.069 |
表3 | 碰前 | 碰后 | ||
滑块m1 | 滑块m2 | 滑块m1 | 滑块m2 | |
速度v(m?s-1) | +0.120 | 0 | -0.024 | +0.070 |
某同学利用如图所示的装置验证动量守恒定律.图中两摆摆长相同,悬挂于同一高度,A、B两摆球均很小,质量之比为1∶2.当两摆均处于自由静止状态时,其侧面刚好接触.向右上方拉动B球使其摆线伸直并与竖直方向成45°角,然后将其由静止释放.结果观察到两摆球粘在一起摆动,且最大摆角为30°.若本实验允许的最大误差为±4%,此实验是否成功地验证了动量守恒定律?
【解析】:设摆球A、B的质量分别为mA、mB,摆长为l,B球的初始高度h1,碰撞前B球的速度为vB.在不考虑摆线质量的情况下,根据题意及机械能守恒定律得h1=l(1-cos45°)①
mBv=mBgh1②
设碰撞前、后两摆球的总动量的大小分别为p1、p2,有
p1=mBvB③
联立①②③式得p1=mB④
同理可得p2=(mB+mB)⑤
联立④⑤式得=⑥
代入已知条件得()2=1.03⑦
由此可以推出||≤4%⑧
所以,此实验在规定的范围内验证了动量守恒定律.
某同学利用如图所示的装置验证动量守恒定律.图中两摆摆长相同,悬挂于同一高度,A、B两摆球均很小,质量之比为1∶2.当两摆均处于自由静止状态时,其侧面刚好接触.向右上方拉动B球使其摆线伸直并与竖直方向成45°角,然后将其由静止释放.结果观察到两摆球粘在一起摆动,且最大摆角为30°.若本实验允许的最大误差为±4%,此实验是否成功地验证了动量守恒定律?
【解析】:设摆球A、B的质量分别为mA、mB,摆长为l,B球的初始高度h1,碰撞前B球的速度为vB.在不考虑摆线质量的情况下,根据题意及机械能守恒定律得h1=l(1-cos45°)①
mBv=mBgh1②
设碰撞前、后两摆球的总动量的大小分别为p1、p2,有
p1=mBvB③
联立①②③式得p1=mB④
同理可得p2=(mB+mB)⑤
联立④⑤式得=⑥
代入已知条件得()2=1.03⑦
由此可以推出||≤4%⑧
所以,此实验在规定的范围内验证了动量守恒定律.
利用图(a)所示的装置验证动量守恒定律。在图(a)中,气垫导轨上有A、B两个滑块,滑块A右侧带有一弹簧片,左侧与打点计时器(图中未画出)的纸带相连;滑块B左侧也带有一弹簧片,上面固定一遮光片,光电计时器(未完全画出)可以记录遮光片通过光电门的时间。
实验测得滑块A 质量m1=0.310kg,滑块B的质量m2=0.108kg,遮光片的宽度d=1.00cm;打点计时器所用的交流电的频率为f=50HZ。将光电门固定在滑块B的右侧,启动打点计时器,给滑块A一向右的初速度,使它与B相碰;碰后光电计时器显示的时间为,碰撞前后打出的纸带如图(b)所示。
若实验允许的相对误差绝对值最大为5℅,本实验是否在误差范围内验证了动量守恒定律?写出运算过程。
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