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题型:实验探究题 题类: 难易度:普通

湖北省襄阳市第五中学2023-2024学年高二下学期3月月考物理试卷

如图甲所示为验证碰撞过程中动量守恒的实验装置,主要实验步骤为:先使一个小钢球从轨道上某高度处滚下,直接落到铺有复写纸和白纸的水平木板上,再让该小钢球从轨道上滚下撞击轨道末端静置的另一个大小相等、质量不同的小钢球。回答下列问题:

(1)、关于实验的具体操作,下列说法中正确的是___________。(填选项前的字母序号)
A、只要两次小球从轨道上同一位置由静止释放,轨道末端不必水平 B、只要轨道末端水平,两次小球不必从轨道上同一位置由静止释放 C、小球在轨道上的释放点越低,两球碰后水平射程越小、相对误差越小 D、小球在轨道上的释放点越高,两球碰撞时的相互作用力越大,误差越小
(2)、正确进行实验后,取下白纸,如图乙所示,O点为抛出点竖直对应点。测出入射小球的质量 , 被碰小球的质量

①设碰撞前、后入射小球的动量分别为 , 碰撞后被碰小球的动量为 , 则:11,

②定义实验的相对误差 , 则此次实验的相对误差%(保留一位有效数字)。

举一反三

如图1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对于上述实验操作,下列说法正确的是{#blank#}1{#/blank#}

A.应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下

B.斜槽轨道必须光滑

C.斜槽轨道末端必须水平

D.小球1质量应大于小球2的质量

②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{#blank#}2{#/blank#}.

A.A、B两点间的高度差h1

B.B点离地面的高度h2

C.小球1和小球2的质量m1、m2

D.小球1和小球2的半径r

③当所测物理量满足表达式{#blank#}3{#/blank#}(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.如果还满足表达式{#blank#}4{#/blank#}(用所测物理量的字母表示)时,即说明两球碰撞时无机械能损失.

④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{#blank#}5{#/blank#}(用所测物理量的字母表示).

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