2020高考物理二轮复习高分突破:高考题型二 专项练1 力学实验 Word版含解析.docx
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1、高考题型二实验题专项练1力学实验1.下图为验证动量守恒定律的实验装置,实验中选取两个半径相同、质量不等的小球,按下面步骤进行实验:用天平测出两个小球的质量分别为m1和m2;安装实验装置,将斜槽AB固定在桌边,使槽的末端切线水平,再将一斜面BC连接在斜槽末端;先不放小球m2,让小球m1从斜槽顶端A处由静止释放,标记小球在斜面上的落点位置P;将小球m2放在斜槽末端B处,仍让小球m1从斜槽顶端A处由静止释放,两球发生碰撞,分别标记小球m1、m2在斜面上的落点位置;用毫米刻度尺测出各落点位置到斜槽末端B的距离。图中M、P、N点是实验过程中记下的小球在斜面上的三个落点位置,从M、P、N到B点的距离分别为
2、sM、sP、sN。依据上述实验步骤,请回答下面问题:(1)两小球的质量m1、m2应满足m1m2(选填“”“=”或“(2)MN(3)m1sP=m1sM+m2sN(4)m1sPm1sM+m2SN解析 (1)为了防止入射球碰后反弹,一定要保证入射球的质量大于被碰球的质量;(2)小球m1和小球m2相撞后,小球m2的速度增大,小球m1的速度减小,都做平抛运动,所以碰撞后m1球的落地点是M点,m2球的落地点是N点;(3)碰撞前,小球m1落在图中的P点,设其水平初速度为v1。小球m1和m2发生碰撞后,m1的落点在图中的M点,设其水平初速度为v1,m2的落点是图中的N点,设其水平初速度为v2。设斜面BC与水平
3、面的倾角为,由平抛运动规律得:sMsin =12gt2,sMcos =v1t解得:v1=gsM(cos)22sin同理可解得:v1=gsP(cos)22sin,v2=gsN(cos)22sin,所以只要满足:m1v1=m2v2+m1v1,即:m1sP=m1sM+m2sN,则说明两球碰撞过程中动量守恒;如果满足小球的碰撞为弹性碰撞,则应满足:12m1v12=12m1v12+12m2v22代入以上速度表达式可知,应满足公式为:m1sP=m1sM+m2sN;故需要验证:m1sP和m1sM+m2sN相等。2.答案 (1)平衡摩擦力(2)没有(3)C(4)Fx2=12Mx3-x12T2解析 (1)小车下
4、滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力,要使细线的拉力等于其合力,则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力;(2)由于有力传感器测量绳的拉力,则没必要使小车质量远大于重物和力传感器的总质量,即对实验没有影响;(3)由题可知,小车的合力即为力传感器的示数,由纸带可求得小车运动某段距离时对应的速度,由原理F合x=12Mv2-12Mv02,所以一定要测量的物理量为小车的质量,故C正确;(4)从打O点到打B点的过程中,拉力对小车做的功W=Fx2,B点的速度vB=x3-x12T,小车动能的增加量Ek=12MvB2=12Mx3-x12T2,探究结果的表达式是:Fx2=12Mx3-x12T2。3.答案 (1)0
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