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题型:实验探究题 题类:常考题 难易度:普通

北京市昌平区临川学校2016-2017学年高一下学期物理期末考试试卷

某同学用图甲所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来寻找碰撞中的不变量,图中PQ是斜槽,QR为水平槽,实验时先使A球从斜槽上某一固定位置C由静止开始滚下,落到位于水平地面的记录纸上,留下痕迹,重复上述操作10次,得到10个落点痕迹,再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方,让A球仍从位置C由静止开始滚下,和B球碰撞后,A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹,重复这种操作10次,图中O是水平槽末端口在记录纸上的垂直投影点,Pˊ为未放被碰小球B时A球的平均落点,M为与B球碰后A球的平均落点,N为被碰球B的平均落点.若B球落点痕迹如图乙所示,其中米尺水平放置,且平行于O Pˊ,米尺的零点与O点对齐.

(1)、两小球质量及大小关系应满足       

A、mA=mB B、mA>mB C、mA<mB D、大小相等 E、没有限制
(2)、碰撞后B球的水平射程应为 cm

(3)、本实验我们要验证等式:是否成立.

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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