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题型:综合题 题类:常考题 难易度:普通

百师联盟2020届高三物理模拟试卷四(全国卷Ⅰ)

某实验小组利用如图所示的装置验证“碰撞过程中的动量守恒”和探究“碰撞过程中的动能是否守恒”。水平的气垫导轨上有两滑块A、B,滑块A上有宽度为d的遮光板;滑块B上固定一支架,支架上水平固定一内壁光滑左侧开口的细薄金属直管,金属管右侧用金属板封闭,管内靠近金属板处静置一金属小球。气垫导轨通气后利用右侧挡板上的弹射装置将滑块A向左弹出,测得滑块A第一次经过光电门的时间为t1 , 后与静止的滑块B相碰,碰后滑块B和小球一起向左滑动滑块A向右运动。滑块A第二次通过光电门的时间为t2 , 滑块B与左侧挡板刚接触时,立即被安装的锁止装置锁止,同时金属管中的小球沿管壁飞出落在水平地面上的O点(图中未画出)。用天平称量出滑块A(包括遮光板的总质量M1、滑块B(包括支架、金属管)的总质量M2、小球的质量m,重力加速度为g。请回答以下问题:

(1)、除了题中已给出的物理量还需用刻度尺测出的物理量及符号是
(2)、小球离开金属管口时的速度大小为 (用题中已知和(1)问中物理量符号表示)。
(3)、要验证碰撞过程中的动量守恒,本实验需要验证的表达式为
(4)、要进一步探究碰撞过程中的动能是否守恒,需要比较表达式与表达式在误差允许范围内是否相等。
举一反三
如图,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。图中a、b是两个小球,质量分别为ma和mb。实验步骤如下:

   

①先调整斜槽轨道,使其末端的切线水平,在一块平木板表面先后钉上白纸和复写纸,并将该木板竖直木板立于靠近槽口处,使小球a从斜槽轨道上某固定点处由静止释放,撞到木板并在白纸上留下痕迹O;

②将木板向右平移适当的距离,再使小球a从原固定点由静止释放,撞在木板上并在白纸上留下痕迹B;

③把小球b静止放在斜槽轨道水平段的最右端,让小球a仍从原固定点由静止释放,和小球b相碰后,两球撞在木板上并在白纸上留下痕迹A和C;

④用刻度尺测量白纸上O点到A、B、C三点的距离分别为y1、y2和y3

(1)实验室有如图所示3个小球,为了能较好的完成该实验,则入射小球和被碰小球分别应该选取{#blank#}1{#/blank#}

(选填选项前的字母)。

   

A.①、②                    B.②、③                    C.②、①

(2)关于本实验,下列说法中正确的是{#blank#}2{#/blank#}(选填选项前的字母)。

A.同一组实验中,入射小球必须从同一位置由静止释放

B.入射小球的质量必须小于被碰小球的质量

C.轨道倾斜部分必须光滑

D.轨道末端必须水平

(3)用本实验中所测得的量来验证两小球碰撞过程动量守恒,其表达式为{#blank#}3{#/blank#}。若两小球之间的碰撞为弹性碰撞,则关系式{#blank#}4{#/blank#}成立。(用ma , mb , y1 , y2 , y3)表示)

(4)完成实验后,某小组对上述装置进行了改造,如图。在水平槽末端与水平地面间放置了个斜面,斜面顶点与水平槽等高且无缝连接。使小球a仍从斜槽上同一点由静止滚下,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l1、l2、l3。则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为{#blank#}5{#/blank#}(用ma , mb , l1、l2、l3表示)。

   

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