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(宁夏卷)(2)(9分)某同学利用如图所示的装置验证动量守恒定律。图中两摆摆长相同,悬挂于同一高度,AB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,且最大摆角成30°。若本实验允许的最大误差为±4%,此实验是否成功地验证了动量守恒定律?

解析:设摆球A、B的质量分别为,摆长为l,B球的初始高度为h1,碰撞前B球的速度为vB.在不考虑摆线质量的情况下,根据题意及机械能守恒定律得

                                                  ①

                                                    ②

设碰撞前、后两摆球的总动量的大小分别为P1P2。有

P1=mBv                                                            ③

联立①②③式得

                                           ④

同理可得

                                     ⑤

联立④⑤式得

                                          ⑥

代入已知条件得

                                                      ⑦

由此可以推出

≤4%                                                        ⑧

所以,此实验在规定的范围内验证了动量守恒定律。

本题要求验证碰撞中的动量守恒定律及碰撞前与碰撞后的机械能守恒定律。

练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

Ⅰ.利用计算机和力传感器可以比较精确地测量作用在挂钩上的力,并能得到挂钩所受的拉力随时间的变化图象,实验过程中挂钩位置可认为不变.某同学利用力传感器和单摆来验证机械能守恒,实验步骤如下:
①如图甲所示,固定力传感器M;
②取一根不可伸长的细线,一端连接一小铁球,另一端穿过固定的光滑小圆环O,并固定在传感器M的挂钩上
(小圆环刚好够一根细线通过).
③让小铁球自由悬挂并处于静止状态,从计算机中得到拉力随时间的关系图象如图乙所示;
④让小铁球以较小的角度在竖直平面内的A、B之间摆动,从计算机中得到拉力随时间的关系图象如图丙所示.
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请回答以下问题:
(1)由图中数据可求得小圆环O到小铁球球心的距离为
 
m;(计算时取g≈π2m/s2
(2)为了验证小铁球在最高点A和最低点C处的机械能是否相等,则
 

A.一定得测出小铁球的质量m精英家教网
B.一定得测出细线离开竖直方向的最大偏角β
C.一定得知道当地重力加速度g的大小
D.只要知道图乙和图丙中的F0、F1、F2的大小
(3)若已经用实验测得了第(2)小题中所需测量的物理量,则为
了验证小铁球在最高点A和最低点C处的机械能是否相等,只需验证
等式
 
是否成立(用题中所给物理量的符号来表示).
Ⅱ.2009年秋,甲型H1N1流感在全国各地爆发,为做好需要购买大量的体温表,市场一度出现供货不足的情况.某同学想自己制作一个金属温度计,他从实验室找到一个热敏电阻,通过查资料获得该热敏电阻的阻值R随温度t变化的规律如图甲所示.该同学进行了如下设计:将一电源(电动势E=1.5V、内阻不计)、电流表(量程5mA、内阻Rg=100Ω)、电阻箱R′及用作测温探头的热敏电阻R组成如图乙所示的电路,把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度,就得到了一个简单的“金属电阻温度计”.
(1)电流表刻度较小处对应的温度值
 
;(填“较高”或“较低”)
(2)若电阻箱阻值R′=70Ω时,图丙中电流表5mA刻度处时热敏电阻的阻值R=
 
Ω,对应的温度数值为
 
℃.

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科目:高中物理 来源: 题型:

(2012全国高考广东理综卷)(1)某同学测量一个圆柱体的电阻率,需要测量圆柱体的尺寸和电阻.

①分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径,某次测量的示数如图15(a)和图15(b)所示,长度为________cm,直径为________mm.

②按图7(c)连接电路后,实验操作如下:

(a)将滑动变阻器R1的阻值置于最________处(填“大”或“小”);将S2拨向接点1,闭合S1,调节R1,使电流表示数为I0

(b)将电阻箱R2的阻值调至最________(填“大”或“小”),S2拨向接点2;保持R1不变,调节R2,使电流表示数仍为I0,此时R2阻值为1280 Ω;

③由此可知,圆柱体的电阻为________Ω.

(a)           (b)

(c)

图7

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科目:高中物理 来源:2010年浙江省温州中学高二第二学期期中考试物理试卷 题型:实验题

利用计算机和力传感器可以比较精确地测量作用在挂钩上的力,并能得到挂钩所受的拉力随时间的变化图像,实验过程中挂钩位置可认为不变。某同学利用力传感器和单摆来验证机械能守恒,实验步骤如下:
①如图甲所示,固定力传感器M,并在挂钩的正下方固定一个小圆环(环中的光滑小孔O刚好够一根细线穿过)。
②取一根不可伸长的细线,一端固定一个小铁球,另一端穿过小孔O固定在传感器的挂钩上。
③让小铁球处于静止状态,从计算机中得到拉力随时间的关系图像如图乙所示。
④让小球以较小的角度在竖直平面内的A、B之间摆动,从计算机中得到拉力随时间的关系图像如图丙所示。
请回答以下问题:
(1)由图中数据可求得小孔O到小铁球球心的距离为      m。(计算时取g≈π2
(2)为了验证小球在最高点A和最低点C处的机械能是否相等,则(    )
A.一定得测出小球的质量m
B.一定得测出细线离开竖直方向的最大偏角β
C.一定得知道当地重力加速度g的大小
D.只要知道图中的F0F1F2的大小
(3)若已经用实验测得了第(2)小题中所需测量的物理量,则为了验证小球在最高点A和最低点C处的机械能是否相等,只需验证等式       是否成立。(用题中所给物理量的符号来表示)

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科目:高中物理 来源:2010年浙江省高二第二学期期中考试物理试卷 题型:实验题

利用计算机和力传感器可以比较精确地测量作用在挂钩上的力,并能得到挂钩所受的拉力随时间的变化图像,实验过程中挂钩位置可认为不变。某同学利用力传感器和单摆来验证机械能守恒,实验步骤如下:

①如图甲所示,固定力传感器M,并在挂钩的正下方固定一个小圆环(环中的光滑小孔O刚好够一根细线穿过)。

②取一根不可伸长的细线,一端固定一个小铁球,另一端穿过小孔O固定在传感器的挂钩上。

③让小铁球处于静止状态,从计算机中得到拉力随时间的关系图像如图乙所示。

④让小球以较小的角度在竖直平面内的A、B之间摆动,从计算机中得到拉力随时间的关系图像如图丙所示。

请回答以下问题:

(1)由图中数据可求得小孔O到小铁球球心的距离为       m。(计算时取g≈π2

(2)为了验证小球在最高点A和最低点C处的机械能是否相等,则(     )

A.一定得测出小球的质量m

B.一定得测出细线离开竖直方向的最大偏角β

C.一定得知道当地重力加速度g的大小

D.只要知道图中的F0F1F2的大小

(3)若已经用实验测得了第(2)小题中所需测量的物理量,则为了验证小球在最高点A和最低点C处的机械能是否相等,只需验证等式        是否成立。(用题中所给物理量的符号来表示)

 

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