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1、第 1 页 共 4 页 1 实验题专练(1)实验题专练(1) 1.(2019 山东济南模拟)为了验证动量守恒定律(探究碰撞中的不变量),某同学选取了两个材质相同、体积 不等的立方体滑块 A 和 B,按下述步骤进行实验: 步骤 1:在 A、B 的相撞面分别装上橡皮泥,以便二者相撞以后能够立刻结为整体; 步骤 2:安装好实验装置如图甲,铝质轨道槽的左端是倾斜槽,右端是长直水平槽。倾斜槽和水平槽由一 小段圆弧连接,轨道槽被固定在水平桌面上,在轨道槽的侧面与轨道等高且适当远处装一台数码频闪照相机; 步骤 3:让滑块 B 静置于水平槽的某处,滑块 A 从斜槽某处静止释放,同时开始频闪拍摄,直到 A、B
2、停止 运动,得到一幅多次曝光的数码照片; 步骤 4:多次重复步骤 3,得到多幅照片,挑出其中最理想的一幅,打印出来,将刻度尺紧靠照片放置,如图 乙所示。 甲 乙 (1)由图分析可知,滑块 A 与滑块 B 碰撞发生的位置 。 在 P5、P6之间 第 2 页 共 4 页 2 在 P6处 在 P6、P7之间 (2)为了探究碰撞中动量是否守恒,需要直接测量或读取的物理量是 。 A、B 两个滑块的质量 m1和 m2 滑块 A 释放时距桌面的高度 频闪照相的周期 照片尺寸和实际尺寸的比例 照片上测得的 s45、s56和 s67、s78 照片上测得的 s34、s45、s56和 s67、s78、s89 滑块与
3、水平槽间的动摩擦因数 写出验证动量守恒的表达式 。 答案 (1) (2) m1(s45+2s56-s34)=(m1+m2)(2s67+s78-s89) 解析 (1)由图可知 s12=3.00 cm,s23=2.80 cm,s34=2.60 cm,s45=2.40 cm,s56=2.20 cm,s67=1.60 cm,s78=1.40 cm,s89=1.20 cm。根据匀变速直线运动的特点可知 A、B 相撞的位置在 P6处。 第 3 页 共 4 页 3 (2)为了探究 A、B 相撞前后动量是否守恒,就要得到碰撞前后的动量,所以要测量 A、B 两个滑块的质量 m1、m2和碰撞前后的速度。设照相机拍
4、摄时间间隔为 T,则 P4处的速度为 v4=,P5处的速度为 v5= s34+ s45 2T ,因为 v5=,所以 A、B 碰撞前 A 在 P6处的速度为 v6=;同理可得碰撞后 AB 在 P6处的 s45+ s56 2T v4+ v6 2 s45+ 2s56- s34 2T 速度为 v6=。若动量守恒则有 m1v6=(m1+m2)v6,整理得 m1(s45+2s56-s34)=(m1+m2)(2s67+s78-s89)。 2s67+ 2s78- s89 2T 因此需要测量或读取的物理量是。 2.(2019 四川第二次“联测促改”)某同学为研究橡皮筋伸长与所受拉力的关系,做了如下实验: 如图所
5、示,将白纸固定在制图板上,橡皮筋一端固定在 O 点,另一端 A 系一小段轻绳(带绳结);将制图 板竖直固定在铁架台上。 将质量为 m=100 g 的钩码挂在绳结上,静止时描下橡皮筋下端点的位置 A0;用水平力拉 A 点,使 A 点在 新的位置静止,描下此时橡皮筋下端点的位置 A1;逐步增大水平力,重复 5 次。 取下制图板,量出 A1、A2、各点到 O 的距离 l1、l2、量出各次橡皮筋与 OA0之间的夹角 1、 2、 在坐标纸上作出-l 的图像如图。 1 cos 第 4 页 共 4 页 4 完成下列填空: (1)已知重力加速度为 g,当橡皮筋与 OA0间的夹角为 时,橡皮筋所受的拉力大小为 (用 g、m、 表示)。 (2)取 g=10 m/s2,由图可得橡皮筋的劲度系数 k= N/m,橡皮筋的原长 l0= m。 答案 (1) (2)100 0.21 mg cos 解析 (1)橡皮筋拉力沿竖直方向的分力大小等于钩码重力,F cos =mg,F=。 mg cos (2)根据胡克定律,F=k(l-l0),F=,联立解得= l-,斜率为 m-1= ,解得 mg cos 1 cos k mg kl0 mg 1.6 - 1 (22.6 - 22.0) 10 - 2 k mg k=100 N/m;由题图可知,橡皮筋的原长 l0=0.21 m。
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