8.
某同学利用如图所示的装置来验证动量守恒定律.图中两摆的摆长相同,且悬挂于同一高度处,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%,则此实验是否成功地验证了动量守恒定律?试分析说明理由.[2008年高考·宁夏理综卷]
解析:设摆球A、B的质量分别为mA、mB,摆长为l,B球的初始高度为h1,碰撞前B球的速度为vB.在不考虑摆线的质量的情况下,根据题意及机械能守恒定律得:
h1=l(1-cos 45°)
mBv=mBgh1
设碰撞前后两摆球的总动量的大小分别为p1、p2,则有:
p1=mBvB
联立解得:p1=mB
同理可得:p2=(mA+mB)
联立解得:=
解得:()2=1.03
由此可以推出:||≈2%<4%
所以,此实验在规定的范围内验证了动量守恒定律.
答案:是 理由是:实验的误差约为2%,小于允许的最大误差
7.用半径相同的两小球A、B的碰撞验证动量守恒定律,实验装置示意如图所示,斜槽与水平槽圆滑连接.实验时先不放B球,使A球从斜槽上某一固定点 C由静止滚下,落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹.再把B球静置于水平槽前端边缘处,让 A球仍从 C处由静止滚下,A球和 B球碰撞后分别落在记录纸上留下各自的痕迹.记录纸上的 O点是重垂线所指的位置,若测得各落点痕迹到 O点的距离:OM=2.68 cm,OP=8.62 cm,ON=11.50 cm,并知 A、B两球的质量比为 2∶1,则未放 B球时 A球落地点是记录纸上的 点,系统碰撞前总动量p与碰撞后总动量p′的百分误差= %.(结果保留一位有效数字)[2006年高考·天津理综卷]
解析:碰撞前瞬间系统的动量p=mA·,碰撞后瞬间系统的动量p′=mA·+mB·,代入数据可算得=2%.
答案:P 2
6.
如图所示,光滑水平面上有大小相同的A、B两球,它们在同一直线上运动.两球质量关系为mB=2mA,规定向右为正方向,A、B两球的动量均为6 kg·m/s,运动中两球发生碰撞,碰撞后A球的动量增量为-4 kg·m/s,则[2004年高考·天津理综卷]( )
A.左方是A球,碰撞后A、B两球速度大小之比为2∶5
B.左方是A球,碰撞后A、B两球速度大小之比为1∶10
C.右方是A球,碰撞后A、B两球速度大小之比为2∶5
D.右方是A球,碰撞后A、B两球速度大小之比为1∶10
解析:ΔpA<0,说明在碰撞过程中,A受方向向左的力,只可能是A在左边,ΔpA= pA′-pA
碰后A球动量pA′=2 kg·m/s,由动量守恒有:
pA+pB= pA′+pB′
则pB′=10 kg·m/s,因此碰后两球速度大小之比为:
=.
答案:A
5.如图所示,位于光滑水平桌面上的小滑块P和Q都可视作质点,质量相等.Q与轻质弹簧相连.设Q静止,P以某一初速度向Q运动并与弹簧发生碰撞.在整个碰撞过程中,弹簧具有的最大弹性势能等于[2006年高考·全国理综卷Ⅱ]( )
A.P的初动能 B.P的初动能的
C.P的初动能的 D.P的初动能的
解析:由题意知,当两滑块具有相同速度时,弹簧被压缩得最短,弹簧具有的弹性势能最大,系统动能的减小量等于弹簧弹性势能的增加量.由动量守恒定律有:mv0=2mv,v=;由能量守恒得:Ep=mv-·2m()2=mv=,因此弹簧具有的最大弹性势能等于P的初动能的.故选项B正确.
答案:B
4.如图所示,物体A静止在光滑的水平面上,A的左边固定有轻质弹簧,与A质量相同的物体B以速度v向A运动并与弹簧发生碰撞,A、B始终沿同一直线运动,则A、B组成的系统动能损失最大的时刻是[2007年高考·天津理综卷]( )
A.A开始运动时 B.A的速度等于v时
C.B的速度等于零时 D.A和B的速度相等时
解析:A、B及弹簧组成的系统动量守恒、机械能守恒,故A、B速度相等时弹簧的压缩量最大,弹性势能最大,而动能最小.
答案:D
3.在光滑的水平面上,动能为E0、动量大小为p0的小钢球1与静止小钢球2发生碰撞,碰撞前后球1的运动方向相反.将碰后球1的动能和动量的大小分别记为E1、p1,球2的动能和动量大小分别记为E2、p2,则必有[1998年高考·全国卷]( )
A.E1<E0 B.p1<p0
C.E2>E0 D.p2>p0
解析:在碰撞过程中两个钢球组成的系统动量守恒,取钢球1初动量的方向为正方向,由动量守恒定律得:
p0=-p1+p2
碰后球2的动量p2=p0+p1
可见p2>p0,选项D正确.
单从动量方面分析,p1可以大于p0,若如此必有碰后系统的机械能增加,但对于这一具体问题来说碰撞过程没有其他形式的能向机械能转化,只可能机械能向其他形式的能转化.因此,E1+E2≤E0,必有E1<E0,E2<E0,选项A正确、C错误.
由p=,结合E1< E0得p1<p0,选项B正确.
一个实际的物理过程,不仅受某一规律制约,还可能同时遵守几条规律,分析时应注意从不同的方面考虑,如分析系统动量守恒时,还要从能的转化方面加以讨论.
答案:ABD
2.在高速公路上发生一起交通事故,一辆质量为1500 kg向南行驶的长途客车迎面撞上了一质量为3000 kg向北行驶的卡车,碰后两辆车接在一起,并向南滑行了一小段距离停止.根据测速仪的测定,长途客车碰前以20 m/s的速度行驶,由此可判断卡车碰前的行驶速率[2002年全国春季高考]( )
A.小于10 m/s
B.大于10 m/s,小于20 m/s
C.大于20 m/s,小于30 m/s
D.大于30 m/s,小于40 m/s
解析:根据碰后两车连接在一起且向南滑行的情况可知,两车组成的系统的总动量方向向南(无论碰前还是碰后).因此碰前客车的动量(方向向南)应该大于卡车的动量(方向向北),即m客·v客>m卡·v卡,代入数据解得v卡<10 m/s.故选项A正确.
答案:A
1.一位质量为m的运动员从下蹲状态向上起跳,经Δt时间,身体伸直并刚好离开地面,速度为v.在此过程中[2006年高考·全国理综卷Ⅰ]( )
A.地面对他的冲量为mv+mgΔt,地面对他做的功为mv2
B.地面对他的冲量为mv+mgΔt,地面对他做的功为零
C.地面对他的冲量为mv,地面对他做的功为mv2
D.地面对他的冲量为mv-mgΔt,地面对他做的功为零
解析:运动员向上起跳的过程中,由动量定理,合外力的冲量等于物体动量的变化,则I-mgΔt=mv,所以地面对运动员的冲量为I=mv+mgΔt.又运动员刚离开地面,在地面对运动员作用力的方向上没有位移,因此地面对运动员做的功为零.故B正确.
答案:B
你所在的城市即将举办国际贸易博览会。有关部门现向全社会招聘志愿者。要求:
(1)具有为国际友人服务的热情;
(2)掌握丰富的文化知识,既是服务人员,也是文化的使者;
(3)具有流利的英语表达能力,能做好沟通工作。
假如你叫李华,请根据以上要求,写一封想作博览会志愿者的申请信。
要求:字迹工整,100词左右。开头已写好,不计入总词数。
生词:国际贸易博览会 the International Trade Exposition
Dear Sir or Madam:
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