15.在“验证动量守恒定律 的实验中: (1)某次实验中得出的落点情况如图-8所示.若碰撞过程中动量守恒.则入射小球的质量m1和被碰小球的质量m2之比为 . (2)在实验中.根据小球的落点情况.若等式 成立.则可证明碰撞中的动量守恒. 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

(1) “验证动量守恒定律”的实验装置原来的教科书采用图(甲)的方法,经过编者修改后,现行的教科书采用图(乙)的方法。两个实验装置的区别在于①悬挂重垂线的位置不同:②图(甲)中设计有一个支柱(通过调整,可使两球的球心在同一水平线上;上面的小球被碰离开后,支柱立即倒下),图(乙)中没有支柱。对于图(甲)入射小球和被碰小球做平抛运动的抛出点分别在通过O、O′点的竖直线上,重垂线只确定了O点的位置。

比较这两个实验装置,下列说法正确的是(    )

A.采用图(甲)的实验装置时,需要测出两小球的直径

B.采用图(乙)的实验装置时,需要测出两小球的直径

C.为了减小误差,采用图(甲)的实验装置时,应使斜槽末端水平部分光滑

D.为了减小误差,采用图(乙)的实验装置时,应使斜槽末端水平部分光滑

(2)发光二极管是目前很多用电器的指示灯的电子元件,在电路中的符号是。只有电流从标有“+”号的一端流入,从标有“一”号的一端流出时,它才能发光,这时可将它视为一个纯电阻。现有某厂家提供的某种型号的发光二极管的伏安特性曲线如图所示。

①已知该型号的发光二极管的正常工作电压为2.0 V。若用电动势为12 V,内阻可以忽略不计的直流电源供电,为使该二极管正常工作,需要在电源和二极管之间串联一只阻值为_________Ω的定值电阻。

②已知该型号的发光二极管允许通过的最大电流为56 mA,请用实验证明这种元件的伏安特性曲线与厂家提供的数据是否一致。可选用的器材有:待测发光二极管;直流电源E(电动势4.5 V,内阻可以忽略不计);

滑动变阻器R(最大阻值为20 Ω);

电压表V1(量程10 V,内阻约50 kΩ);

电压表V2(量程5 V,内阻约20 kΩ);

电流表A1(量程100 mA,内阻约50 Ω);

电流表A2(量程60mA,内阻约100 Ω);

电键S、导线若干。

为准确、方便地进行检测,电压表应选用_________,电流表应选用_________。(填字母符号)

③画出利用②中器材设计的实验电路图。

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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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在做“验证动量守恒定律”实验中,装置如图1

(1)需要的测量仪器或工具有
BCDF
BCDF

A.秒表      B.天平          C.刻度尺
D.重锤线    E.打点计时器    F.圆规
(2)必须要求的条件是
ABD
ABD

A.两小球碰撞时,球心必须在同一高度上
B.斜槽轨道末端的切线必须水平
C.入射球和被碰球的质量必须相等,且大小相同
D.入射球每次必须从轨道的同一位置由静止滚下
(3)某次实验中得出的落点情况如下图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
19:5
19:5

(4)在做“验证动量守恒定律”实验中,对产生误差的主要原因表述正确的是
AD
AD

A.碰撞前入射小球的速度方向,碰撞后两小球的速度方向不是在同一直线上
B.倾斜部分轨道对入射小球的摩擦力作用
C.没有测量高度,算出具体的平抛时间
D.测量长度的误差.

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为了验证动量守恒定律(探究碰撞中的不变量),某同学选取了两个材质相同,体积不等的立方体滑块A和B,按下述步骤进行实验:
步骤1:在A、B的相撞面分别装上尼龙拉扣,以便二者相撞以后能够立刻结为整体;
步骤2:安装好实验装置如图甲,铝质轨道槽的左端是倾斜槽,右端是长直水平槽,倾斜槽和水平槽由一小段弧连接,轨道槽被固定在水平桌面上,在轨道槽的侧面与轨道等高且适当远处装一台数码频闪照相机;
步骤3:让滑块B静置于水平槽的某处,滑块A从斜槽某处由静止释放,同时开始频闪拍摄,直到A、B停止运动,得到一幅多次曝光的数码照片;
步骤4:多次重复步骤3,得到多幅照片,挑出其中最理想的一幅,打印出来,将刻度尺紧靠照片放置,如图乙所示.
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(1)由图分析可知,滑块A与滑块B碰撞发生的位置
 

①在P5、P6之间
②在P6
③在P6、P7之间
(2)为了探究碰撞中动量是否守恒,需要直接测量或读取的物理量是
 

①A、B两个滑块的质量m1和m2
②滑块A释放时距桌面的高度
③频闪照相的周期
④照片尺寸和实际尺寸的比例
⑤照片上测得的S45、S56和S67、S78
⑥照片上测得的S34、S45、S56和S67、S78、S89
⑦滑块与桌面间的动摩擦因数
写出验证动量守恒的表达式
 

(3)请你写出一条有利于提高实验准确度或改进实验原理的建议:
 

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精英家教网为了验证动量守恒定律(探究碰撞中的不变量),某同学选取了两个体积相同、质量不等的小球,按下述步骤做了如下实验:
步骤1:用天平测出两个小球质量m1和m2,且m1>m2
步骤2:安装好实验装置如图所示,使槽的末端的切线水平,将另一木条竖直固定在右侧.
步骤3:先不在斜槽的末端B点放小球m2,让小球m1从顶端自A处静止释放,记下小球在竖直面上的落点位置E.
步骤4:将小球m2放在斜槽末端B点,让小球m1从顶端A处静止释放,使它们碰撞,记下小球m1和m2在竖直面上的落点位置.
步骤5:找出小球在斜槽末端时小球球心对应的木板上的等高点C.
步骤6:用刻度尺量出各落点到C点的距离,图中D、E和F是记下的三个落点,且到C点的距离分别为LD、LE、LF
请回答下列问题:
(1)小球m1和m2发生碰撞后,m1的落点是图中
 
点.
(2)用测得物理量表示动量守恒定律碰撞中不变量的等式为
 

(3)用本题所给的实验装置,除了上述速度大小的方法外,你还有其它方法吗?请作简要说明.

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