16.2 动量守恒定律(一) 同步测试 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

在验证动量守恒定律实验中,同学们不仅完成了课本原来的实验,还用相同的器材进行多方面的探索及尝试.下面是甲、乙两组同学的实验,请回答相关的问题:
(Ⅰ)甲组同学采用如图1所示的装置,由斜槽和水平槽构成.将复写纸与白纸铺在水平放的木板上,重垂线所指的位置为O.实验时先使a球从斜槽上某一固定位置由静止开始滚下,落到位于水平地面的记录纸上,留下痕迹.重复上述操作多次,得到多个落点痕迹平均位置P;再把b球放在水平槽上靠近槽末端的地方,让a球仍从固定位置由静止开始滚下,与b球发生对心正碰,碰后a球不被反弹.碰撞后a、b球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹.重复这种操作多次得到多个落点痕迹平均位置M、N.
(1)若a球质量为m1,半径为r1;b球质量为m2,半径为r2.则
C
C

A.m1>m2 r1>r2    B.m1>m2 r1<r2
C.m1>m2 r1=r2     D.m1<m2 r1=r2
(2)以下提供的器材中,本实验必需的有
AC
AC

A.刻度尺   B.打点计时器    C.天平   D.秒表
(3)设a球的质量为m1,b球的质量为m2,则本实验验证动量守恒定律的表达式为(用m1、m2、OM、OP、ON表示)
m1OP=m1OM+m2ON
m1OP=m1OM+m2ON

(Ⅱ)乙组同学误将重锤丢失,为了继续完成实验则将板斜放,上端刚好在槽口抛出点,标记为O.板足够长小球都能落在板上,如图2,采用甲组同学相同的操作步骤完成实验.
(4)对该组同学实验的判断正确的是
BD
BD

A.乙组同学无法完成验证动量守恒定律
B.秒表也不是乙组同学的必需器材
C.乙组同学必须测量斜面倾角θ
D.图2中N为b球碰后落点
(5)设a球的质量为m1,b球的质量为m2,则本实验验证动量守恒定律的表达式为
m1
OP
=m1
OM
+m2
ON
m1
OP
=m1
OM
+m2
ON

(6)如果a,b球的碰撞是弹性碰撞,那么还应满足的表达式为
m1OP=m1OM+m2ON
m1OP=m1OM+m2ON
. (要求第(5)(6)结论用m1、m2、OM、OP、ON表示)  

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(1)“验证动量守恒定律”的实验中,入射小球m1=15g,原来静止的被碰小球m2=10g,由实验测得它们在碰撞前后的x-t图象如图1,可知入射小球碰撞前的m1v1
 
,入射小球碰撞后的m1v1′是
 
,被碰小球碰撞后的m2v2'是
 
.由此得出结论
 

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(2)某同学利用打点计时器和气垫导轨做验证动量守恒定律的实验.气垫导轨装置如图2所示,所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成.在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔,向导轨空腔内不断通入压缩空气,空气会从小孔中喷出,使滑块稳定地漂浮在导轨上,这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差.
(3)下面是实验的主要步骤:
①安装好气垫导轨,调节气垫导轨的调节旋钮,使导轨水平;
②向气垫导轨通入压缩空气;
③把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧,将纸带穿过打点计时器这弹射架并固定在滑块1的左端,调节打点计时器的高度,直至滑块拖着纸带移动时,纸带始终在水平方向;
④使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳;
⑤把滑块2放在气垫导轨的中间;
⑥先
 
,然后
 
,让滑块带动纸带一起运动;
⑦取下纸带,重复步骤④⑤⑥,选出理想的纸带如下图所示;精英家教网
⑧测得滑块1(包括撞针)的质量310g,滑块2(包括橡皮泥)的质量为205g.试完善实验步骤⑥的内容.
(4)已知打点计时器每隔0.02s打一个点,计算可知两滑块相互作用以前系统的总动量为
 
kg?m/s;两滑块相互作用以后系统的总动量为
 
kg?m/s,设碰撞后粘在一起运动(保留三位有效数字).
(5)试说明(4)中两结果不完全相等的主要原因是
 

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(10分)在验证机械能守恒定律的实验中。实验所用的电源为学生电源,输出电压为6V的交流电和直流电两种。质量为m的重锤从高处由静止开始落下,重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点,对纸带上的点的痕迹进行测量,即可验证机械能守恒定律。

(1)下列列举了该实验的n个操作步骤:

A.按照图示的装置安装器件;

B.将打点计时器接到电源的直流输出端上;

C.用天平测量出重锤的质量;

D.释放悬挂纸带的夹子,同时接通电源开关打出一条纸带;

E.测量打出的纸带上某些点之间的距离;

F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。

以上操作中不必要的步骤为___________,操作不恰当的步骤为___________(在横线上写出对应的序号)。

(2)如图所示,选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E,测出A点距起始点O的距离为so,点A、C间的距离为s1,点C、E间的距离为s2,使用的交流电的频率为f,则C点的速度为          ,打点计时器在打C点时重锤的动能为         ,打点计时器在打O点和C点的这段时间内重锤的重力势能减少量为         。利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度,则加速度a的表达式为=                     

(3)在验证机械能守恒定律的实验中发现,重锤减小的重力势能总是大于重锤动能的增加,其原因主要是因为在重锤下落过程存在着阻力的作用,可以通过该实验装置测定该阻力的大小。若已知当地重力加速度公认的较准确的值为g 。试用这些物理量和纸带上的测量数据表示出重锤在下落的过程中受到的平均阻力大小为F=                。

 

 

 

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(1) 在”验证机械能守恒定律”的实验中:某同学列出了以下一些实验步骤,其中有些是必要的,有些是多余的,请你根据实验要求选出必要的步骤,并按正确操作顺序把字母填写在题中要求的横线上。

A.用天平测出重锤的质量;

B.把纸带固定在重锤上,并让纸带穿过打点计时器,然后将重锤提升到一定高度;

C.拆掉导线,整理好仪器;

D.断开电源,调换纸带,重做两次;

E.在三条纸带中挑选出一条点迹清晰,且第一、二两点间的距离接近2mm的纸带,用直尺测出各计数点与起点间的距离,记录数据,并计算出结果,得出结论;

F.把打点计时器接到低压交流电源上;

G.接通电源,释放纸带;

H.把打点计时器固定在桌边的铁架台上。

正确的实验操作顺序是____________________。

(2)某同学用如下图所示的电路测量一个电容器的电容。图中R是12 kΩ的高阻值电阻,串在电路中的数字多用电表调至微安档,并且数字多用电表表笔的正、负极可以自动调换。电源电压为6.0 V。

①实验时先将开关S接1,经过一段时间后,当数字电表示数为__________μA时,表示电容器电量充至最多;

②然后将开关S接至2,电容器开始放电,每隔一段时间记录一次电流值,数据如下表所示:

t/s

0

5

10

15

20

30

40

50

60

70

80

I/μA

498

370

280

220

165

95

50

22

16

10

5

试根据记录的数据作出电容放电的I—t图象,

③已知在电容器的放电I—t图象中,图线与两坐标轴所围成的面积就是电容器的放电量;试由上述所作出的I—t图象求出该电容器的放电量为Q=____________C;由此得出该电容器的电容 C=____________F。

      

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用“碰撞试验器”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。
                                     
(1)试验中,直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的。但是,可以通过仅测量      (填选项前的序号),间接地解决这个问题。
A.小球开始释放高度
B.小球抛出点距地面的高度
C.小球做平抛运动的射程
(2)图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影,实验时,先让入射球多次从斜轨上同一位置静止释放,找到其平均落地点的位置B,测量平抛射程。然后把被碰小球静止于轨道的水平部分,再将入射小球从斜轨上相同位置静止释放,与小球相撞,并多次重复。接下来要完成的必要步骤是     (填选项的符号)
A.用天平测量两个小球的质量
B.测量小球开始释放高度h
C.测量抛出点距地面的高度H
D.分别找到相碰后平均落地点的位置A、C
E.测量平抛射程
(3)若两球相碰前后的动量守恒,其表达式可表示为       (用(2)中测量的量表示);若碰撞是弹性碰撞,那么还应满足的表达式为       (用(2)中测量的量表示)。

(4)经测定,,小球落地点的平均位置到O点的距离如图所示。碰撞前、后­的动量分别为,则  :11;若碰撞结束时的动量为,则=11:   ;所以,碰撞前、后总动量的比值=   ;实验结果说明                     .

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