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题型:实验探究题 题类:常考题 难易度:普通

安徽省亳州市第二中学2018-2019学年高二下学期物理期中考试试卷

某同学用如图所示的装置做验证动量守恒定律的实验,先将球a从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下,在水平地面上的记录纸上留下压痕,重复10次,再把同样大小的球b放在斜槽轨道末端水平段的最右端附近静止,让球a仍从原固定点由静止开始滚下,且与球b相碰后,两球分别落在记录纸的不同位置处,重复10次。图中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点。

(1)、为了使两球碰撞为一维碰撞,所选两球的直径关系为:a球的直径b球的直径 (“大于”、“等于”或“小于”) ;为减小实验误差,在两球碰撞后使A球不反弹,所选用的两小球质量关系应为mamb(选填“小于”、“大于”或“等于”);
(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、斜槽轨道末端到水平地面的高度H B、小球a、b的质量ma , mb C、小球a、b的半径r D、小球a、b离开斜槽轨道末端后做平抛运动的飞行时间t E、记录纸上O点到A,B,C各点的距离OA,OB,OC F、球a的固定释放点到斜槽轨道末端水平部分间的高度差h
(3)、为测定未放被碰小球时,小球a落点的平均位置,把刻度尺的零刻度线跟记录纸上的O点对齐,图中给出了小球a落点附近的情况,由图可得点O、B间的距离应为cm。
(4)、按照本实验方法,验证动量守恒的验证式是
(5)、利用该实验测得的物理量,也可以判断两球碰撞过程中机械能是否守恒,判断的依据是看maOB2=
举一反三
如图,将气垫导轨水平放置做“验证动量守恒定律”实验。碰撞时难免有能量损失,只有当某个物理量在能量损失较大和损失较小的碰撞中都不变,它才有可能是我们寻找的不变量。

如图甲所示,用细线将两个滑块拉近,把弹簧压缩,然后烧断细线,弹簧弹开后落下,两个滑块由静止向相反方向运动。如图乙所示,在两滑块相碰的端面装上弹性碰撞架,可以得到能量损失很小的碰撞。在滑块的碰撞端粘橡皮泥,可以增大碰撞时的能量损失。如果在两个滑块的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥,碰撞时撞针插入橡皮泥中,使两个滑块连成一体运动,这样的碰撞中能量损失很大。

若甲、乙、丙图中左侧滑块和右侧滑块的质量都为m,两遮光片的宽度都为d,光电门记录的遮光片挡光时间如下表所示。

状态

左侧光电门

右侧光电门

甲图

装置

碰前

碰后

T1

T2

乙图

装置

碰前

T3

碰后

T4

丙图

装置

碰前

T3

碰后

T6

a.根据实验数据,若采用乙图装置,碰后右侧滑块第一次通过光电门计时装置记录的挡光片挡光时间为T4。若采用丙图装置,碰后右侧滑块第一次通过光电门计时装置记录的挡光片挡光时间为T6。通过实验验证了这两次碰撞均遵守动量守恒定律,请你判断T4和T6的关系应为T4{#blank#}1{#/blank#}T6(选填“>”、“<”或“=”)。 

b.利用图甲所示的实验装置能否测出被压缩弹簧的弹性势能的大小{#blank#}2{#/blank#}?如果可以,请根据实验中能够测出的物理量写出表达式{#blank#}3{#/blank#}。

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