试题

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题型:实验探究题 题类:常考题 难易度:困难

湖南师大附中2017-2018学年高三上学期物理摸底试卷

如图所示,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:先安装好实验装置,在地上铺一张白纸,白纸上铺放复写纸,记下重垂线所指的位置O.

接下来的实验步骤如下:

步骤1:不放小球2,让小球1从斜槽上A点由静止滚下,并落在地面上.重复多次,用尽可能小的圆,把小球的所有落点圈在里面,其圆心就是小球落点的平均位置;

步骤2:把小球2放在斜槽前端边缘位置B,让小球1从A点由静止滚下,使它们碰撞.重复多次,并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置;

步骤3:用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离,即线段OM、OP、ON的长度.

①上述实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外,还需要测量的物理量有

A.A、B两点间的高度差h1B.B点离地面的高度h2

C.小球1和小球2的质量m1、m2D.小球1和小球2的半径r

②当所测物理量满足表达式(用所测物理量的字母表示)时,即说明两球碰撞遵守动量守恒定律.

③完成上述实验后,某实验小组对上述装置进行了改造,如图2所示.在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面,斜面的顶点与水平槽等高且无缝连接.使小球1仍从斜槽上A点由静止滚下,重复实验步骤1和2的操作,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(用所测物理量的字母表示).

举一反三
某同学利用打点计时器和气垫导轨做“验证动量守恒定律”的实验。气垫导轨装置如图所示,所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成。在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔,向导轨空腔内不断通入压缩空气,空气会从小孔中喷出,使滑块稳定地漂浮在导轨上,这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差。则:

⑴下面是实验的主要步骤:

①安装好气垫导轨,调节气垫导轨的调节旋钮,使导轨水平;

②向气垫导轨通入压缩空气;

③把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧,将纸带穿过打点计时器与弹射架并固定在滑块1的左端,调节打点计时器的高度,直至滑块拖着纸带移动时,纸带始终与导轨在水平方向上;

④使滑块1挤压导轨左端弹射架上的弹簧片;

⑤把滑块2放在气垫导轨的中间;

⑥先接通打点计时器的电源,然后放开滑块1,让滑块带动纸带一起运动;

⑦取下纸带,重复步骤④⑤⑥,选出理想的纸带如图所示;

⑧测得滑块1的质量为310g,滑块2(包括橡皮泥)的质量为205g。

⑵由于打点计时器每隔0.02s打一个点,那么,两滑块相互作用以前滑块1的速度v={#blank#}1{#/blank#}m/s。系统的总动量为{#blank#}2{#/blank#}kg•m/s;两滑块相互作用以后系统的总动量为{#blank#}3{#/blank#}kg•m/s(结果保留三位有效数字)。

⑶试说明(2)中两结果不完全相等的主要原因是{#blank#}4{#/blank#}。

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