在實驗室裏爲了驗*動量守恆定律,一般採用如圖*、乙兩種裝置:若入*小球質量爲,半徑爲;被碰小球質量爲,半徑爲,...
問題詳情:
在實驗室裏爲了驗*動量守恆定律,一般採用如圖*、乙兩種裝置:
若入*小球質量爲,半徑爲;被碰小球質量爲,半徑爲,則要求______
A.
B.
C.
D.
設入*小球的質量爲,被碰小球的質量爲,則在用*裝置實驗時,驗*動量守恆定律的公式爲______用裝置圖中的字母表示
若採用乙裝置進行實驗,以下所提供的測量工具中必須有的是______
A.毫米刻度尺
遊標卡尺
天平
*簧秤
秒錶
在實驗裝置乙中,若小球和斜槽軌道非常光滑,則可以利用一個小球驗*小球在斜槽上下滑過程中的機械能守恆。這時需要測量的物理量有:小球靜止釋放的初位置到斜槽末端的高度差,小球從斜槽末端水平飛出後平拋運動到地面的水平位移s、豎直下落高度則所需驗*的關係式爲______。不計空氣阻力,用題中的字母符號表示
【回答】
C; ; AC; ;
【解析】
(1)爲了保*碰撞前後使入*小球的速度方向不變,故必須使入*小球的質量大於被碰小球的質量。爲了使兩球發生正碰,兩小球的半徑相同;
(2)(3)兩球做平拋運動,由於高度相等,則平拋的時間相等,水平位移與初速度成正比,把平拋的時間作爲時間單位,小球的水平位移可替代平拋運動的初速度。將需要驗*的關係速度用水平位移替代。根據表達式確定需要測量的物理量。
(4)驗*小球在斜槽上下滑過程中的機械能守恆,即驗*在斜槽滑下動能的增加量與重力勢能的減小量是否相等。
【詳解】
(1)在小球碰撞的過程中水平方向動量守恆,則:
在碰撞過程中機械能守恆,則:
則碰後,入*小球的速度變爲
要碰後入*小球的速度爲:
則只要保*即可,故選C。
(2)(3)P爲碰前入*小球落點的平均位置,M爲碰後入*小球的位置,N爲碰後被碰小球的位置,碰撞前入*小球的速度爲:
碰後入*小球的速度爲:
碰後被碰小球的速度爲:
根據動量守恆:,由於平拋運動的時間相等,可得;故需要的工具有刻度尺天平。
(4)根據平拋運動的規律有:,解得
平拋運動的初速度爲
則動能的增加量爲:
重力勢能的減小量爲:
則需驗*:
即爲:。
【點睛】
本題考查驗動量守恆定律的實驗,要注意本實驗中運用等效思維方法,平拋時間相等,用水平位移代替初速度,這樣將不便驗*的方程變成容易驗*;在學習中要注意理解該方法的準確應用。
知識點:實驗:驗*動量守恆定律
題型:實驗,探究題
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