2020版高考物理大三轮冲刺通用版专练:高考题型二 专项练1 力学实验 Word版含解析.pdf
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1、第 1 页 共 10 页 高考题型二高考题型二 实验题实验题 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
2、 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 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 m1 m2(选填“”“=”或“ (2)M N (3)m1=m1+m2 第 7 页 共 10 页 (4)m1sP m1sM+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
3、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 与水平面的倾角为 , 由平抛运动规律得: sMsin = gt2,sMcos =v1t 1 2 解得:v1= (cos)2 2sin 同理可解得:v1=,v2=, (cos)2 2sin (cos)2 2sin 所以只要满足:m1v1=m2v2+m1v1, 即:m1=m1+m2,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: m1m1v12+ m2 1 2 12= 1 2
4、 1 2 22 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= M 2 1 2 3 - 1 2 解析 (1)小车下滑时受到重力、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; 第 8 页 共 10 页 (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= M
5、v2-,所以一定要测量的物理量为小车的质量,故 C正 1 2 1 2 M 02 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=,小 3 - 1 2 车动能的增加量 Ek=M 2,探究结果的表达式是:Fx2= M2。 1 2 M 2= 1 2 3 - 1 2 1 2 3 - 1 2 3.答案 (1)0.96 (2)B (3)小于 解析 (1)游标卡尺的主尺读数为:0.9 cm,游标尺上第 6个刻度和主尺上某一刻度对齐,游 标读数为 0.16 mm=0.6 mm,所以最终读数为:0.96 cm; (2)利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度,故:v=
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