热门试卷

如图所示，在验证碰撞中动量守恒的实验中，实验要证明的是动量守恒定律的成立，即m1v1=m1v1'+m2v2'。

(1)按这一公式的要求，需测量两小球的质量和它们碰撞后的水平速度，但实验中我们只需测量两小球的质量和飞行的水平距离，这是由于小球碰撞后做_______运动，各球下落高度相同，因而它们的_______也是相同的，可用小球飞行的水平距离来代表小球的水平速度。

(2)实验时，质量分别为m1、m2的球半径大小均为r，且都已知，要完成这个实验，必须补充的测量工具还有__________________。

(3)由于偶然因素的存在，重复操作时小球落点不完全重合是正常的，落点（如P点）的确定办法是_____________________________________。

(4)用图中的符号来表示A、B两小球碰撞过程中动量守恒的表达式是_______。

(5)两球质量应满足m1_______m2。

如图甲所示为某同学“验证碰撞中动量守恒”实验的装置示意图。 已用游标卡尺测得小球直径为2.14cm，实验中小球的落点情况如图乙所示，入射球A与被碰球B的质量比为mA∶mB=3∶2，则实验中碰撞结束时刻两球动量大小之比pA∶pB =___________ 。

为了验证碰撞中的动量是否守恒和检验两个小球的碰撞是否为弹性碰撞（碰撞过程中没有机械能损失），某同学选取了两个体积相同、质量不相等的小球，按下述步骤进行实验。

①用天平测出两个小球的质量（分别为m1和m2，且m1>m2）；

②按照如图所示，安装好实验装置，将斜槽AB固定在桌边，使槽的末端的切线水平，将一斜面BC连接在斜槽末端；

③先不放小球m2，让小球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚下，记下小球在斜面上的落点位置；

④将小球m2放在斜槽前端边缘处，让小球m1从斜槽顶端A处滚下，使它们发生碰撞，记下小球m1和小球m2在斜面上的落点位置；

⑤用毫米刻度尺量出各个落点到斜槽末端点B的距离。上图中D、E、F点是该同学记下的小球在斜面上的几个落点位置，到B点的距离分别为LD、LE、LF。

根据该同学的实验，回答下列问题：

（1）小球m1与m2发生碰撞后，m1的落点是图中的______________点，m2的落点是图中的______________点；

（2）用测得的物理量来表示，只要满足关系式______________，则说明碰撞中的动量是守恒的。

气垫导轨（如图甲）工作时，空气从导轨表面的小孔喷出，在导轨表面和滑块内表面之间形成一层薄薄的空气层，使滑块不与导轨表面直接接触，大大减小了滑块运动时的阻力。为了验证动量守恒定律，在水平气垫导轨上放置两个质量均为a的滑块，每个滑块的一端分别与穿过打点计时器的纸带相连，两个打点计时器所用电源的频率均为b。气垫导轨正常工作后，接通两个打点计时器的电源，并让两滑块以不同的速度相向运动，两滑块相碰后粘在一起继续运动。图乙为某次实验打出的、点迹清晰的纸带的一部分，在纸带上以同间距的6个连续点为一段划分纸带，用刻度尺分别量出其长度s1、s2和s3。若题中各物理量的单位均为国际单位，那么，碰撞前两滑块的动量大小分别为_________、_________，两滑块的总动量大小为_________；碰撞后两滑块的总动量大小为_________。重复上述实验，多做几次。若碰撞前、后两滑块的总动量在实验误差允许的范围内相等，则动量守恒定律得到验证。

水平光滑桌面上有A、B两个小车，质量分别是0.6 kg和0.2 kg。A车的车尾拉着纸带，A车以某一速度与静止的B车碰撞，碰后两车连在一起共同向前运动，碰撞前后打点计时器打下的纸带如图所示，根据这些数据，请猜想：把两小车加在一起计算，有一个什么物理量在碰撞前后是相等的？

某同学利用两个半径相同的小球及斜槽探索碰撞中的“不变量”实验，把被碰小球M1置于斜槽末端处，如图，所测得数据如下表：

(1)若把平抛时间设为单位时间1s，则碰前M2与其速度v2的乘积为M2V2=______kg·m/s，碰后各自质量与其速 度的乘积之和M2V2'+M1v1'=____kg·m/s。

(2)实验结论是_________________。

在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器接在电压为U、频率为f的交流电源上，从实验打出的几条纸带中选出一条理想纸带，如图所示，选取纸带上打出的连续5个点A、B、C、D、E，测出A点与起始点O的距离为s0，点A、C间的距离为s1，点C、E间的距离为s2，已知重锤的质量为m，当地的重力加速度为g，则

（1）从起点O开始到打下C点的过程中，重锤重力势能的减少量为△EP=______，重锤动能的增加量为△Ek=______．

（2）根据题设条件，还可利用重锤下落求出当地的重力加速度g=______，

经过计算可知，测量值比当地重力加速度的真实值要小，其主要原因是：______．

（1）用如图所示装置来验证动量守恒定律，质量为mB的钢球B放在小支柱N上，球心离地面高度为H；质量为mA的钢球A用细线拴好悬挂于O点，当细线被拉直时O点到球心的距离为L，且细线与竖直线之间夹角α；球A由静止释放，摆到最低点时恰与球B发生正碰，碰撞后，A球把轻质指示针C推移到与竖直夹角为β处，B球落到地面上，地面上铺有一张盖有复写纸的白纸D，用来记录球B的落点．

①用图中所示各个物理量的符号表示碰撞前后两球A、B的动量（设两球A、B碰前的动量分别为pA、pB；碰后动量分别为pA′、pB′），

则pA=______，pA′=______； pB=______，pB′=______．

②请你写出两条可确实减小实验误差的建议：______．

（2）为了“探究碰撞中的不变量”，小明在光滑桌面上放有A、B两个小球．A球的质量为0.3kg，以速度8m/s跟质量为0.1kg、静止在桌面上的B球发生碰撞，并测得碰撞后B球的速度为9m/s，A球的速度变为5m/s，方向与原来相同．根据这些实验数据，小明对这次碰撞的规律做了如下几种猜想：

[猜想1]碰撞后B球获得了速度，A球把速度传递给了B球；

[猜想2]碰撞后B球获得了动能，A球把减少的动能全部传递给了B球．

你认为以上的猜想是否成立______，请你根据实验数据，通过计算说明，有一个什么物理量，在这次的碰撞中，B球所增加的这个物理量与A球所减少的这个物理量相等？

如图所示为“验证动量守恒定律”的实验装置。

(1)下列说法中符合本实验要求的是____________。（选填选项前面的字母）

A．入射球比靶球质量大或者小均可，但二者的直径必须相同

B．在同一组实验的不同碰撞中，每次入射球必须从同一高度由静止释放

C．安装轨道时，轨道末端必须水平

D．需要使用的测量仪器有天平、刻度尺和秒表

(2)实验中记录了轨道末端在记录纸上的竖直投影为O点，经多次释放入射球，在记录纸上找到了两球平均落点位置为M、P、N，并测得它们到O点的距离分别为OM、OP和ON。已知入射球的质量为m1，靶球的质量为m2，如果测得近似等于____________，则认为成功验证了碰撞中的动量守恒。

某同学用图甲所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来寻找不变量，图中PQ是斜槽，QR为水平槽，实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G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10次，得到10个落点痕迹，再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置G由静止开始滚下，和B球碰撞后，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10次，图中O是水平槽末端口在记录纸上的垂直投影点，P为未放被碰小球B时A球的平均落点，M为与B球碰后A球的平均落点，N为被碰球B的平均落点，若B球落点痕迹如图乙所示，其中米尺水平放置，且平行于OP，米尺的零点与O点对齐。

(1)碰撞后B球的水平射程应为____cm。

(2)在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量？答：____（填选项号）。

A．水平槽上未放B球时，测量A球落点位置到O点的距离

B．A球与B球碰撞后，测量A球落点位置到O点的距离

C．测量A球或B球的直径

D．测量A球和B球的质量

E．测量G点相对于水平槽面的高度

(3)实验中，对入射小球在斜槽上释放点的高低对实验影响的说法中正确的是

[     ]

A．释放点越低，小球受阻力越小，入射小球速度越小，误差越小

B．释放点越低，两球碰后水平位移越小，水平位移测量的相对误差越小，两球速度的测量越准确

C．释放点越高，两球相碰时，相互作用的内力越大，碰撞前后动量之差越小，误差越小

D．释放点越高，入射小球对被碰小球的作用越大，轨道对被碰小球的阻力越小

某同学设计了一个用打点计时器验证动量守恒定律的实验，在小车A的前端粘有橡皮泥，设法使小车A做匀速直线运动，然后与原来静止的小车B相碰并粘在一起，继续做匀速运动，设计如图1所示：

在小车A的后面连着纸带，电磁打点计时器的频率为50Hz，长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力．

（1）若已得到打点纸带如图2所示，并测得各计数点间的距离，在图上标出A为运动起始的点，则应选______段来计算A碰前的速度，应选______段来计算A和B碰后的共同速度．

（2）已测得小车A的质量mA=0.4kg，小车B的质量mB=0.20kg，则由以上结果可得碰前总动量=______kg•m/s，碰后总动量=______kg•m/s．

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a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．

（1）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与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，选出理想的纸带如图b所示；

⑧测得滑块1的质量310g，滑块2（包括橡皮泥）的质量为205g．完善实验步骤⑥的内容．

（2）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（保留三位有效数字）．

（3）试说明（2）中两结果不完全相等的主要原因是______．

（1）在研究碰撞中的动量守恒实验中，让质量为m1的小球从圆弧轨道上沿轨道向下运动，去碰原来静止在小支柱上的质量为m2的小球．

①选用小球时，应满足[]

A．m1=m2 B．m1＞m2

C．m1＜m2 D．m1＜＜m2

②实验要求[]

A．圆弧轨道必须是光滑的

B．轨道末端的切线是水平的

C．m1与m2的球心在碰撞的瞬间在同一高度

D．m1每次都从同一高度释放（无初速）

③必须测量[]

A．小球质量m1和m2

B．小球半径r1和r2

C．桌面到地面的高度h

D．小球m1的起始高度

E．小球的飞行时间

F．小球m1未碰撞时飞出的水平距离

G．小球m1和m2碰撞后两球飞出的水平距离

（2）（10分）有一个额定电压为2.8V，功率约为0.8W的小灯泡，现要用伏安法描绘这个灯泡的I-U图线，有下列器材供选用：

A．电压表（0～3V，内阻6kΩ）

B．电压表（0～15V，内阻30kΩ）

C．电流表（0～3A，内阻0.1Ω）

D．电流表（0～0.6A，内阻0.5Ω）

E．滑动变阻器（10Ω，2A）

F．滑动变阻器（200Ω，0.5A）

G．蓄电池（电动势6V，内阻不计）

①用如图所示的电路进行测量，电压表应选用______，电流表应选用______滑动变阻器应选用______．（用序号字母表示）

②通过实验测得此灯泡的伏安特性曲线如图所示．由图线可求得此灯泡在正常工作时的电阻为______Ω．

③若将此灯泡与电动势6V、内阻不计的电源相连，要使灯泡正常发光，需串联一个阻值为______Ω的电阻．

把两个大小相同、质量不等的金属球用细线连接，中间夹一被压缩了的轻弹簧，置于可以不计摩擦力的 水平桌面上，如图所示。现烧断细线，观察两球的运动情况，进行必要的测量，验证物体间相互作用时动量守恒。

（1）除木板、白纸、复写纸、图钉外还必需的器材是____（填字母代号）；

A.天平

B.刻度尺

C.铅锤

D.秒表

E.弹簧测力计

（2）需直接测量的数据是____；

（3）用所得数据验证动量守恒定律的关系式是___.