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题目
题型:不详难度:来源:
用如图甲所示的装置,来验证碰撞过程中的动量守恒.图中PQ是斜槽,QR为水平槽.O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点,A、B两球的质量之比mA:mB=3:1.先使A球从斜槽上固定位置G由静止释放,在水平地面的记录纸上留下落点痕迹,重复10次,得到10个落点.再把B球放在水平槽上的末端R处,让A球仍从位置G由静止释放,与B球碰撞,碰后A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹,重复10次.A、B两球在记录纸上留下的落点痕迹如图乙所示,其中米尺的零点与O点对齐.
(1)碰撞后A球的水平射程应取______cm.
(2)本实验巧妙地利用小球飞行的水平距离表示小球的水平速度.下面的实验条件中,不能使小球飞行的水平距离表示为水平速度的是______.
A.使A、B两小球的质量之比改变为5:1
B.升高固定点G的位置
C.使A、B两小球的直径之比改变为1:3
D.升高桌面的高度,即升高R点距地面的高度
(3)利用此次实验中测得的数据计算碰撞前的总动量与碰撞后的总动量的比值为______.(结果保留三位有效数字)
答案
(1)A小球和B小球相撞后,B小球的速度增大,A小球的速度减小,碰撞前后都做平抛运动,高度相同,所以运动时间相同,所以速度大的水平位就大,而碰后A的速度小于B的速度,所以碰撞后A球的落地点距离O点最近,所以碰撞后A球的水平射程应取14.50cm.
(2)只有当小球做平抛运动时才能用水平位移表示为水平速度,
A、改变小球的质量比,小球碰撞后仍然做平抛运动,可以用小球飞行的水平距离表示为水平速度;
B、升高固定点G的位置,小球碰撞后仍然做平抛运动,可以用小球飞行的水平距离表示为水平速度;
C、使A、B两小球的直径之比改变为1:3,小球的球心不在同一高度,碰撞后小球的速度不在水平方向,不能做平抛运动,不可以用小球飞行的水平距离表示为水平速度;
D、升高桌面的高度,即升高R点距地面的高度,小球碰撞后仍然做平抛运动,可以用小球飞行的水平距离表示为水平速度;
故选C
(3)碰撞前A球做平抛运动的水平位移为x1=30cm,碰撞后A球做平抛运动的水平位移为x2=14.5cm,碰撞后B球做平抛运动的水平位移为x3=45cm
设运动的时间为t,则碰撞前的动量为:mA
x1
t
,碰撞后总动量为:mA
x2
t
+mB
x3
t

所以碰撞前的总动量与碰撞后的总动量的比值为
mA
x1
t
mA
x2
t
+mB
x3
t
=1.01

故答案为:14.50;C;1.01
核心考点
试题【用如图甲所示的装置,来验证碰撞过程中的动量守恒.图中PQ是斜槽,QR为水平槽.O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点,A、B两球的质量之比mA:mB=3:1.】;主要考察你对动量守恒定律等知识点的理解。[详细]
举一反三
小刚同学设计了一个用电磁打点计时器验证动量守恒定律的实验:

(1)下面是实验的主要步骤:
①把长木板放置在水平桌面上,其中一端用薄木片垫高;
②把打点计时器固定在长木板的一端;
③将纸带穿过打点计时器并固定在小车A的一端;
④把小车A的前端固定橡皮泥,让小车B静止的放置在木板上;
⑤先______,再______,接着与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体继续运动;(以上两空填写后续描述中的字母符号:a.推动小车A使之运动,b.接通电源)
⑥关闭电源,取下纸带,换上新纸带,重复步骤③④⑤,选出较理想的纸带如图乙所示;
⑦用天平测得小车A的质量为m1=0.4kg,小车B的质量为m2=0.2kg.
(2)在上述实验步骤中,还需完善的步骤是______(填写步骤序号并完善该步骤)
(3)若已测得打点纸带如图乙所示,并测得各计数点间距(已标在图上).A为运动的起点,则应选______段来计算A碰前的速度.应选______段来计算A和B碰后的共同速度;(以上两空选填“AB”或“BC”或“CD”或“DE”)
(4)根据以上实验数据计算,碰前两小车的总动量为______kg•m/s,碰后两小车的总动量为______kg•m/s.(以上两空结果保留三位有效数字)
(5)试说明(4)问中两结果不完全相等的主要原因是______.
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某同学用图示的装置做验证动量守恒定律的实验.选用小球a为入射小球,b为被碰小球.设小球a、b的质量分别为ma、mb;则它们的质量关系应为ma______mb,半径关系为ra______rb(填“大于”、“等于”或“小于”).放上被碰小球b后,两小球a、b碰后的落点如图所示,系统碰撞过程中动量守恒则应满足的表达式是______,(用题中物理量和图中字母表示)
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某同学用图所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律,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G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.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G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点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点,接着进行测量、验证.在以下选项中,哪些是本次实验必须进行的测量?(  )
A.水平槽上不放B球时,测量A球落点位置到O点的距离
B.A球与B球碰撞后,测量A球和B球落点位置到O点的距离
C.测量A球或B球的直径
D.测量A球和B球的质量(或两球质量之比)
E.测量G点相对于水平槽面的高度

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用图示装置来验证动量守恒定律.质量为mA的钢球A用细线悬挂于O点,质量为mB的钢球B放在离地面高为H的小支柱上,O点到小球A的距离为L,小球释放前悬线伸直且悬线与竖直方向的夹角为α.小球A释放后到最低点与B发生正碰,碰撞后,B做平抛运动,A小球把轻杆指针OC推移到与竖直方向成夹角γ的位置,在地面上铺一张带有复写纸的白纸D.保持α角度不变,多次重复,在白纸上记录了多个B球的落地点.
(1)图中的s应该是B球处位置到______的水平距离.
(2)为了验证两球碰撞过程中动量守恒,需要测______等物理量.
(3)用测得的物理量表示碰撞前后A球和B球的动量依次为PA=______,PB=______,PA′=______,PB′=______.
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为了验证碰撞中的动量守恒,实验宜在气垫导轨上进行,这样就可以大大减小阻力,使滑块在碰撞前后的运动可以看成是匀速运动,使实验的可靠性及准确度得以提高,在某次实验中,A、B两铝制滑块在一个水平气垫导轨上相碰,用闪光照相每隔0.2s的时间拍摄一次照片,每次拍摄闪光的延续时间很短,可以忽略不计,如图所示,已知A、B之间的质量关系是mB=1.5mA,拍摄进行了4次,第一次是在两滑块相撞之前,以后的三次是在碰撞之后,A原来处于静止状态,设A、B滑块在拍摄闪光照片的这段时间内是在10cm至105cm这段范围内运动,(以滑块上的箭头位置为准),根据闪光照片得出的结论中说法正确的是(  )
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A.碰后A的速度为1.5m/s
B.碰后B的速度为1.5m/s
C.通过这幅图片我们得到的结论是A、B组成的系统动量守恒
D.通过这幅图片我们得到的结论是A、B组成的系统动量不守恒