Question

（1）在“探究碰撞中的不变量”的实验中，用半径相同的两小球 m_l、m₂的碰撞来探究碰撞中的不变量．按图6甲安装好仪器后开始实验，第一次不放被碰小球，第二次把被碰小球直接静止放在斜槽末端的水平部分，在白纸上记录下重锤位置和各小球落点的平均位置，依次为O、A、B、C，如图乙所示．设入射小球和被碰小球的质量依次为m_l、m₂，则下列说法中正确的有

 

A．第一、第二次入射小球的落点依次是A、B
B．第二次入射小球和被碰小球将同时落地
C．在这个实验中，我们探究到的碰撞前后相等的量的关系式是m_l×OB=m₁×OA+m₂×OC
D．这个实验的优点是小球的速度可以用小球做平抛运动的水平距离来替代
（2）要求使用下列器材，设计一个电路，使一个约20kΩ的负载电阻两端得到一个准确度较高的50.0mV的微小电压．
提供的实验器材：
A．干电池2节（串联）
B．多用电压表（作为标准电表）的直流2.5V档
C．滑动变阻器（全阻值约50Ω）
D．定值电阻（20.0Ω）
E．电阻箱（0～9999.9Ω）
F．开关，导线若干．
①在图1方框内画出你所设计的电路图．
②简要地写出实验操作方法．答：

 

．

Answer 1

分析：入射小球和被碰小球相撞后，被碰小球的速度增大，入射小球的速度减小，都做平抛运动，竖直高度相同，所以水平方向，被碰小球在入射小球的前面．

解答：解：（1）A、入射小球和被碰小球相撞后，被碰小球的速度增大，入射小球的速度减小，碰前碰后都做平抛运动，高度相同，落地时间相同，所以B点是没有碰时入射小球的落地点，A碰后入射小球的落地点，C碰后被碰小球的落地点，故A错误；
B、碰后都做平抛运动，竖直高度相同，所以第二次入射小球和被碰小球将同时落地，故B正确；
C、小球做平抛运动，高度决定时间，故时间相等，设为t，则有：OB=v₁₀t；OA=v₁t；OC=v₂t
小球2碰撞前静止，即：v₂₀=0；
根据动量守恒得：m₁v₁₀t=m₁v₁t+m₂v₂t，即m₁OB=m₁OA+m₂OC，所以m₁AB=m₂OC，故C正确．
D、碰后都做平抛运动，竖直高度相同，所以小球在空中运动的时间是相等的；它们在水平方向的运动是匀速直线运动，所以可以用小球做平抛运动的水平距离来替代
．这是该实验的优点．故D正确．
故选：BCD．
（2）①题目给了一个20Ω的电阻和一个电阻箱，所以可以考虑使用串联电路的分压原理，让负载与定值电阻并联，然后与电阻箱串联，根据串联电路的电压分配计算出电阻箱需要的电阻值，通过测量电阻箱上的电压值得出结论．由于要得到的电压比较小，所以要使用变阻器的分压式接法．根据实验的原理，画出实验原理图如图．
    ②连接实验电路，调节电阻箱R₃，使它的电阻为980.0Ω．调节滑动变阻器R₁，使标准电压表示数为2.50V．则负载电阻R₂两端的电压为50.0mV．
故答案为：（1）BCD （2）①电路如图所示，其中R₁为滑动变阻器，R₂为定值电阻，R₃为电阻箱，R₄为负载电阻，E为电池组．②调节电阻箱R₃，使它的电阻为980.0Ω．调节滑动变阻器R₁，使标准电压表示数为2.50V．则负载电阻R₂两端的电压为50.0mV．

点评：掌握两球平抛的水平射程和水平速度之间的关系，是解决本题的关键．