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I.用下图1所示的装置验证动量守恒定律的实验中,两个小球质量不等,半径相等.
①需要测量的量有:
A、C
A、C

A、两个小球的质量
B、斜槽末端距地面的高度
C、O点到M、P、N各点的距离OM、OP、ON
D、斜面的高度
②已知球1、球2的质量分别是m1、m2,且m1
m2(填写>,<,=),O点在重锤线正下方,M、P、N为小球落点位置,其中M点是
球1与球2碰撞后m1
球1与球2碰撞后m1
落点,写出题中要验证的表达式
m1OP=m1OM+m2ON
m1OP=m1OM+m2ON

Ⅱ某实验小组想测量木板对木块的摩擦力所做的功.装置如图2,一木块放在粗糙的水平长木板上,右侧栓有一细线,跨过固定在木板边缘的滑轮与重物连接,木块左侧与穿过打点计时器的纸带相连,长木板固定在水平实验台上.实验时,木块在重物牵引下向右运动,重物落地后,木块继续向右做匀减速运动,图3给出了重物落地后打点计时器打出的纸带,系列小黑点是计数点,每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出 ),计数点间的距离如图所示.打点计时器所用交流电频率为50Hz,不计纸带与木块间的拉力.

(1)可以判断纸带的
右端
右端
(左或右端)与木块连接.根据纸带提供的数据计算打点计时器在打下A点和B点时木块的速度vA=
0.72
0.72
m/s,vB=
0.97
0.97
 m/s.(结果保留两位有效数字)
(2)要测量在AB段木板对木块的摩擦力所做的功WAB,还需要的实验器材是
G
G
,还应测量的物理量是
B
B
.(填入所选实验器材和物理量前的字母)
A.木板的长度l        B.木块的质量m1        C.木板的质量m2
D.重物质量m3         E.木块运动的时间t      F.AB段的距离lAB
G.天平               H.秒表                 J.弹簧秤
(3)在AB段木板对木块的摩擦力所做的功的关系式WAB=
1
2
m1vA2-
1
2
m1vB2
1
2
m1vA2-
1
2
m1vB2
.(用vA、vB和第(2)问中测得的物理量的字母表示)
分析:Ⅰ、①要验证动量守恒,需要知道碰撞前后的动量,所以要测量两个小球的质量及碰撞前后小球的速度,实验过程中,小球离开斜槽后做平抛运动,它们抛出点的高度相同,在空中的运动时间相同,水平位移与抛出时的速度成正比,可以用水平位移代替小球的速度,实验需要测出小球的水平位移代替;
②实验过程中入射球的质量应大于被碰球的质量;两球碰撞后,入射球速度减小,入射球速度小于被碰球速度,入射球落点位置变小,入射球的落点位置在被碰球落点位置的后面;
根据动量守恒定律与实验数据写出动量守恒的表达式.
Ⅱ(1)重物落地后,木块由于惯性继续前进,做匀减速直线运动,相邻计数点间的距离逐渐减小;纸带上某点的瞬时速度等于该点前后相邻两个点间的平均速度;
(2)克服摩擦力做的功等于动能的减小量,故需要天平测量质量.
解答:解:Ⅰ①验证动量守恒,就需要知道碰撞前后的动量,所以要测量两个小球的质量及碰撞前后小球的速度,碰撞前后小球都做平抛运动,速度可以用水平位移代替.
所以需要测量的量为:A、两个小球的质量;C、O点到M、P、N各点的距离OM、OP、ON;故选A、C.
②实验过程中入射球的质量应大于被碰球的质量,因此m1>m2;两球碰撞后,入射球速度减小,入射球速度小于被碰球速度,入射球落点位置变小,入射球的落点位置在被碰球落点位置的后面,由图1所示可知,M点是两球碰撞后m1的落点,P点是m1碰前落点,N点是m2碰后的落点,小球的速度可以用小球的水平位移表示,因此本实验中,动量守恒的表达式是:
m1OP=m1OM+m2ON.
Ⅱ(1)重物落地后,木块由于惯性继续前进,做匀减速直线运动,相邻计数点间的距离逐渐减小,
故纸带向右运动,故其右端连着小木块;纸带上某点的瞬时速度等于该点前后相邻两个点间的平均速度,
故vA=
(6.84+7.48)×0.01m
0.1s×2
=0.72 m/s,vB=
(9.41+10.06)×0.01m
0.1s×2
=0.97 m/s. 
(2)木块在运动过程中,克服摩擦力做的功等于木块动能的减小量,由动能定理得:木块克服摩擦力做的功为:
Wf=
1
2
mv22-
1
2
mv12,因此实验过程中还需要用天平测出木块的质量m1,因此需要的实验器材是G,需要测量的量是B.
(3)在AB段对木块,由动能定理得:-WAB
1
2
m1vB2-
1
2
m1vA2,因此在AB段木板对木块的摩擦力所做的功的关系式
WAB
1
2
m1vA2-
1
2
m1vB2
故答案为:I、①AC;②>,球1与球2碰撞后m1的;m1OP=m1OM+m2ON; 
Ⅱ、(1)右端;0.72;0.97;(2)G;B;(3)
1
2
m1vA2-
1
2
m1vB2
点评:掌握两球平抛的水平射程和水平速度之间的关系,是解决本题的关键.本题关键要明确实验的原理和实验的具体操作步骤,然后结合匀变速直线运动的规律和动能定理进行分析判断.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

(2011?蚌埠模拟)Ⅰ.为了探究平抛运动的规律,某同学采用图示的装置进行实验,他用小锤打击弹性金属片,金属片把A球沿水平方向弹出,同时B球松开,自由下落,由此实验结果可以得出的结论是
平抛运动的竖直分运动是自由落体运动,
平抛运动的竖直分运动是自由落体运动,
若增大打击金属片的力度,上述结论将
仍然
仍然
(填“不”或”仍然”)成立.
Ⅱ.某实验小组利用图示的装置来验证加速度与物体质量的关系.实验时,平衡摩擦后,将两辆小车拉至木板尾端附近后释放,动力系统拉着两小车做匀加速运动,打点计时器使在纸带上打出一列点,根据打出的纸带求出两小车的加速度a1、a2

(1)若纸带l如下图所示,A、B、C、D为相邻的四个记数点,每两个记数点之间还有四个点来标出.电源频率为50Hz.则小车1的加速度为
0.70
0.70
 m/s2(保留两位小数).
(2)求出a1、a2后,还需要测量的量为
钩码重力mg、小车质量m1、m2
钩码重力mg、小车质量m1、m2
(用文字和符号表示).需要验证的公式为
mg=m1a1+m2a2
mg=m1a1+m2a2
(用求出的量和测出的量表示)

Ⅲ.某同学要测定自来水的电阻率,他先在一根均匀的长玻璃管两端备装了一个电极,电极间装满待测的自来水.其他器材包括(如图):
电压表(量程I5V.内阻约30kΩ);
电流表(量程300μA.内阻约50Ω);
滑动变阻器(100Ω,1A);
电池组(电动终E=12V.内阻r=6Ω);
开关一个、导线若干.,
他测出水柱的长度L、玻璃管的内径d,设计电路并测出两电极间的电压U和电流I.下表为U和I实验数据
U/V 1.0 3.0 5.0 7.0 9.0 11.0
I/μA 22 65 109 155 190 240
(1)请在图示的实物图上画出连线.完成该同学的电路设计.
(2)自来水电阻率的表达式为ρ=
πUd2
4ρIL
πUd2
4ρIL
(用符号投示).

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科目:高中物理 来源:2011年安徽省蚌埠市高考物理质检试卷(二)(解析版) 题型:解答题

Ⅰ.为了探究平抛运动的规律,某同学采用图示的装置进行实验,他用小锤打击弹性金属片,金属片把A球沿水平方向弹出,同时B球松开,自由下落,由此实验结果可以得出的结论是______若增大打击金属片的力度,上述结论将______(填“不”或”仍然”)成立.
Ⅱ.某实验小组利用图示的装置来验证加速度与物体质量的关系.实验时,平衡摩擦后,将两辆小车拉至木板尾端附近后释放,动力系统拉着两小车做匀加速运动,打点计时器使在纸带上打出一列点,根据打出的纸带求出两小车的加速度a1、a2

(1)若纸带l如下图所示,A、B、C、D为相邻的四个记数点,每两个记数点之间还有四个点来标出.电源频率为50Hz.则小车1的加速度为______ m/s2(保留两位小数).
(2)求出a1、a2后,还需要测量的量为______(用文字和符号表示).需要验证的公式为______(用求出的量和测出的量表示)

Ⅲ.某同学要测定自来水的电阻率,他先在一根均匀的长玻璃管两端备装了一个电极,电极间装满待测的自来水.其他器材包括(如图):
电压表(量程I5V.内阻约30kΩ);
电流表(量程300μA.内阻约50Ω);
滑动变阻器(100Ω,1A);
电池组(电动终E=12V.内阻r=6Ω);
开关一个、导线若干.,
他测出水柱的长度L、玻璃管的内径d,设计电路并测出两电极间的电压U和电流I.下表为U和I实验数据
U/V1.03.05.07.09.011.0
I/μA2265109155190240
(1)请在图示的实物图上画出连线.完成该同学的电路设计.
(2)自来水电阻率的表达式为ρ=______(用符号投示).

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