【题目】如图1所示,用“碰撞实验器”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:
先安装好实验装置,在地上铺一张白纸,白纸上铺放复写纸,记下重垂线所指的位置O。接下来的实验步骤如下:
步骤1:不放小球2,让小球1从斜槽上A点由静止滚下,并落在地面上。重复多次,用尽可能小的圆,把小球的所有落点圈在里面,其圆心就是小球落点的平均位置;
步骤2:把小球2放在斜槽前端边缘位置B,让小球1从A点由静止滚下,使它们碰撞,重复多次,并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置;
步骤3:用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离,即线段OM、OP、ON的长度。
(1)对于上述实验操作,下列说法正确的是________。
A.应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下
B.斜槽轨道必须光滑
C.斜槽轨道末端必须水平
D.小球1质量应大于小球2的质量
(2)上述实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外,还需要测量的物理量有________。
A.A、B两点间的高度差h1
B.B点离地面的高度h2
C.小球1和小球2的质量m1、m2
D.小球1和小球2的半径r
(3)当所测物理量满足表达式__________________________(用所测物理量的字母表示)时,即说明两球碰撞遵守动量守恒定律。如果还满足表达式_______________________(用所测物理量的字母表示)时,即说明两球碰撞时无机械能损失。
(4)完成上述实验后,某实验小组对上述装置进行了改造,如图2所示。在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面,斜面的顶点与水平槽等高且无缝连接。使小球1仍从斜槽上A点由静止滚下,重复实验步骤1和2的操作,得到两球落在斜面上的平均落点M′、P′、N′。用刻度尺测量斜面顶点到M′、P′、N′三点的距离分别为 ,
、
。则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为________________________________(用所测物理量的字母表示)
【答案】 ACD C
【解析】试题分析:①为了保证每次碰撞速度相同,应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下,A正确;小球每次从轨道上滑落过程中我们只需要得到相同的碰撞速度,实验过程中摩擦力的存在与否,对我们研究实验没有影响,故不需要保证斜槽轨道必须光滑,B错误;我们研究的是水平方向上的碰撞,所以斜槽轨道末端必须水平,C正确;为了防止入射小球反弹,所以小球1质量应大于小球2的质量,D正确;
②小球飞出后做平抛运动,在水平方向上做匀速直线运动,所以不放小球2时,小球1的速度,放了小球2后,小球1的速度为
,小球2获得的速度为
,故需要验证
,即
,故需要测量两小球的质量,C正确;
③当所测物理量满足表达式,说明两球碰撞遵守动量守恒定律,由功能关系可知,只要
成立则机械能守恒,即如果满足
,则两球碰撞时无机械能损失。
④碰撞前,小球1落在图中的点,设其水平初速度为
.小球1和2发生碰撞后,1的落点在图中
点,设其水平初速度为
,m2的落点是图中的
点,设其水平初速度为
. 设斜面BC与水平面的倾角为
,由平抛运动规律得:
,解得
.同理
,可见速度正比于
.所以只要验证m1
=m1
+m2
即可.
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【题目】如图所示,位于光滑水平桌面,质量相等的小滑块P和Q都可以视作质点,Q与轻质弹簧相连,设Q静止,P以某一初动能E0水平向Q运动并与弹簧发生相互作用,若整个作用过程中无机械能损失,用E1表示弹簧具有的最大弹性势能,用E2表示Q具有的最大动能,则( )
A. B.
C.
D.
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【题目】有一条沿顺时针方向匀速传送的传送带,恒定速度v=4 m/s,传送带与水平面的夹角θ=37°,现将质量m=1kg的小物块轻放在其底端(小物块可视作质点),与此同时,给小物块沿传送带方向向上的恒力F=8N,经过一段时间,小物块上到了离地面高为=2.4 m的平台上。已知物块与传送带之间的动摩擦因数μ=0.5,(g取10 m/s2, sin37°=0.6,cos37°=0.8).问:
(1)物块从传送带底端运动到平台上所用的时间?
(2)若在物块与传送带达到相同速度时,立即撤去恒力F,计算小物块还需经过多少时间离开传送带以及离开时的速度?
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【题目】在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,除有一标有“3V,1.8 W”的小灯泡、电源、导线和开关外,还有:电流表A(0-0.6A,内阻约为0.1Ω)电压表V(0-3V,内阻约为4kΩ)、滑动变阻器R(0-10Ω,2A)
实验要求保证器材的安全,灯泡两端的电压能从零连续调节,测量结果尽量准确。
(1)为尽可能的减小误差,实验中采用电流表_______( 选填“内接、外接),采用正确的方式测出的电阻值______(选填“大于”“小于”或“等于”)电阻的真实值
(2)设计一个合理的电路,并在答题纸上所给的方框内画出电路图________。
(3)某同学根据电路图连接实物图时,并未连接完整,请用铅笔代替导线在答题纸上帮忙完成实物图____;
(4)根据实物图,开关S闭合之前,图中滑动变阻器的滑片应该置于__________(选填“左端”“右端”或“中间”)。
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【题目】某消防战士握住旗杆匀速上爬,到顶后再匀速滑下到达底端,则下列说法正确的是( )
A. 该战士上爬时受到的摩擦力方向是沿着旗杆向下的
B. 该战士下滑时受到的摩擦力方向是沿着旗杆向下的
C. 体重更大的战士匀速上爬时,他受到的摩擦力更大
D. 该战士上爬时手握旗杆的力越大,他受到的摩擦力越大
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【题目】中国古人对许多自然现象有深刻认识,唐人张志和在《玄真子。涛之灵》中写道:“雨色映日而为虹”,从物理学的角度看,虹时太阳光经过雨滴的两次折射和一次反射形成的,右图是彩虹成因的简化示意图,其中A.b时两种不同频率的单色光,则两光
A.在同种玻璃种传播,a光的传播速度一定大于b光
B.以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后,b光侧移量大
C.分别照射同一光电管,若b光能引起光电效应,a光一定也能
D.以相同的入射角从水中射入空气,在空气张只能看到一种光时,一定是a光
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【题目】小球从离地板5m高处自由落下,又被地板竖直弹起,在离地板2m高处被接住,则关于小球通过的位移和路程的说法中正确的是( )
A. 位移大小为3m,方向向下;路程为3m
B. 位移大小为2m,方向向上;路程为7m
C. 位移大小为3m,方向向下;路程为7m
D. 位移大小为7m,方向向下;路程为7m
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