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题型:实验探究题 题类:常考题 难易度:普通

内蒙古赤峰二中2019-2020学年高三上学期物理第三次月考试卷

如图所示,为了验证碰撞中的动量守恒和检验两个滑块的碰撞是否为弹性碰撞。某同学选取了两个体积相同、质量不同、与水平面的动摩擦因数相同的滑块A、B,按下述步骤做实验:

①用天平测出两个滑块的质量分别为mA , mB

②将图示装置固定在水平面上,使圆弧形轨道末端切线水平;

③先不放滑块B,让滑块A多次从圆弧轨道上某一位置由静止释放,记下。其在水平面上滑行距离的平均值x0

④将滑块B静止置于轨道下端水平部分,仍将滑块A从轨道上同一位置由静止释放,与滑块B碰撞,重复多次。

(1)、为确保实验中滑块A不反向运动,mA , mB , 应满足的关系是
(2)、实验中,还需要测量的量是
(3)、用测得的物理量来表示,只要满足关系式,则说明碰撞过程中动量是守恒的
(4)、用测得的物理量来表示,只要满足关系式,则说明两滑块的碰撞是弹性碰撞。
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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