[题目]如图所示.用“碰撞实验器可以验证动量守恒定律.即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系:先安装好实验装置.在地上铺一张白纸.白纸上铺放复写纸.记下重垂线所指的位置O.接下来的实验步骤如下:步骤1:不放小球2.让小球1从斜槽上A点由静止滚下.并落在地面上.重复多次.用尽可能小的圆.把小球的所有落点圈在里面.其圆心� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系：先安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下重垂线所指的位置O。接下来的实验步骤如下：

步骤1：不放小球2，让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并落在地面上。重复多次，用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置；

步骤2：把小球2放在斜槽前端边缘位置B，让小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞。重复多次，并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置；

步骤3：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离，即线段OM、OP、ON的长度。

①对于上述实验操作，下列说法正确的是________

A．应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下

B．斜槽轨道必须光滑

C．斜槽轨道末端必须水平

D．小球1质量应大于小球2的质量

②上述实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外，还需要测量的物理量有________；

A．A、B两点间的高度差h1

B．B点离地面的高度h2

C．小球1和小球2的质量m1、m2

D．小球1和小球2的半径r

③当所测物理量满足表达式______________(用所测物理量的字母表示)时，即说明两球碰撞遵守动量守恒定律．如果还满足表达式______________(用所测物理量的字母表示)时，即说明两球碰撞时无机械能损失；

④完成上述实验后，某实验小组对上述装置进行了改造，如图所示．在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面，斜面的顶点与水平槽等高且无缝连接．使小球1仍从斜槽上A点由静止滚下，重复实验步骤1和2的操作，得到两球落在斜面上的平均落点M′、P′、N′。用刻度尺测量斜面顶点到M′、P′、N′三点的距离分别为l1、l2、l3。则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为____________(用所测物理量的字母表示)。

【答案】ACD C m1＝m1＋m2

【解析】

①[1]A．从相同的位置落下，保证小球1每次到达轨道末端的速度相同，A正确；

B．现实中不存在绝对光滑的轨道，B错误；

C．为了保证两小球能够发生对心碰撞且碰后做平抛运动，所以轨道末端必须水平，C正确；

D．为了保证1小球碰后不反弹，所以小球1质量应大于小球2的质量，D正确。

故选ACD；

②③[2][3]小球碰撞满足动量守恒定律：

小球飞出轨道后做平抛运动，下落时间由高度决定：

水平方向做匀速直线运动：

联立方程：，所以还需要测量的物理量为两小球的质量，C正确，ABD错误；

[4]若能量守恒，根据能量守恒定律：

联立方程：；

④[5]小球飞出后做平抛运动，斜面的倾角为，分解位移：

消去时间，解得：，根据题意，代入动量守恒方程中得：

。

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电流表A1（量程3A，内阻约0．1Ω）电流表A2（量程600mA，内阻约5Ω）

电压表V1（量程3V，内阻约3kΩ）电压表V2（量程15V，内阻约200kΩ）

滑动变阻器R1（阻值0～10Ω，额定电流1A）

滑动变阻器R2（阻值0～1kΩ，额定电流300mA）

（1）在该实验中，电流表应选择_________（填“A1”或“A2”），电压表应选择_______（填“V1”或“V2”），滑动变阻器应选择_________（填“R1”或“R2”）．

（2）某同学用导线a、b、c、d、e、f、g和h连接成如图甲所示的电路，请在乙图方框中完成实验的电路图．

（______）

（3）如图是学习小组在实验中根据测出的数据，在方格纸上作出该小灯泡的伏安特性曲线。若将该灯泡与一个6.0Ω的定值电阻串联，直接接在题中提供的电源两端，请估算该小灯泡的实际功率P=_______W（保留两位有效数字）。

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④将半径相同的小球b放在桌面的右边缘，仍让小球a从步骤③中的释放点由静止释放，与b球相碰后，两球均撞在木板上，在白纸上留下压痕P1、P3。

(1)下列说法正确的是__________。

A.小球a的质量一定要大于小球b的质量

B.弹簧发射器的内接触面及桌面一定要光滑

C.步骤②③中入射小球a的释放点位置一定相同

D.把小球轻放在桌面右边缘，观察小球是否滚动来检测桌面右边缘末端是否水平

(2)本实验必须测量的物理量有_________。

A.小球的半径r

B.小球a、b的质量m1、m2

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D.小球在木板上的压痕P1、P2、P3分别与P之间的竖直距离h1、h2、h3

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请选择合适的仪器，将实验电路图画在方框内，并标明所选器材的代号___________；

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（1）解除锁定前瞬间，A、B的速度多少？

（2）解除锁定后瞬间，A、B的速度分别为多少？

（3）解除锁定后F、L、E0、m、满足什么条件时，B具有的动能最小，这样A能运动到距O点最远距离为多少？（A与粗糙水平面间的摩擦因数为μ）

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