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精英家教網 > 高中物理 > 題目詳情

(08年寧夏卷)(物理─選修3-5)(9分)某同學利用如圖所示的裝置驗證動量守恒定律。圖中兩擺擺長相同,懸掛于同一高度,AB兩擺球均很小,質量之比為1∶2。當兩擺均處于自由靜止狀態時,其側面剛好接觸。向右上方拉動B球使其擺線伸直并與豎直方向成45°角,然后將其由靜止釋放。結果觀察到兩擺球粘在一起擺動,且最大擺角成30°。若本實驗允許的最大誤差為±4%,此實驗是否成功地驗證了動量守恒定律?

 

解析

設擺球A、B的質量分別為,擺長為l,B球的初始高度為h1,碰撞前B球的速度為vB.在不考慮擺線質量的情況下,根據題意及機械能守恒定律得

 

                                                    ①

 

                                                     ②

 

設碰撞前、后兩擺球的總動量的大小分別為P1P2。有

P1=mBv                                                            ③

 

聯立①②③式得

 

                                             ④

 

同理可得

 

                                      ⑤

 

聯立④⑤式得

 

                                           ⑥

 

代入已知條件得

 

                                                        ⑦

 

由此可以推出

 

≤4%                                                         ⑧

所以,此實驗在規定的范圍內驗證了動量守恒定律。

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:

(08年寧夏卷)物理小組在一次探究活動中測量滑塊與木板之間的動摩擦因數。實驗裝置如圖,一表面粗糙的木板固定在水平桌面上,一端裝有定滑輪;木板上有一滑塊,其一端與電磁打點計時器的紙帶相連,另一端通過跨過定滑輪的細線與托盤連接。打點計時器使用的交流電源的頻率為50 Hz。開始實驗時,在托盤中放入適量砝碼,滑塊開始做勻加速運動,在紙帶上打出一系列小點。

 

 

      

 

(1)上圖給出的是實驗中獲取的一條紙帶的一部分:0、1、2、3、4、5、6、7是計數點,每相鄰兩計數點間還有4個打點(圖中未標出),計數點間的距離如圖所示。根據圖中數據計算的加速度a=                   (保留三位有效數字)。

(2)回答下列兩個問題:

①為測量動摩擦因數,下列物理量中還應測量的有         。(填入所選物理量前的字母)

A.木板的長度l                     B.木板的質量m1

C.滑塊的質量m2                   D.托盤和砝碼的總質量m3

E.滑塊運動的時間t

②測量①中所選定的物理量時需要的實驗器材是                            

(3)滑塊與木板間的動摩擦因數                     (用被測物理量的字母表示,重力加速度為g)。與真實值相比,測量的動摩擦因數          (填“偏大”或“偏小” )。寫出支持你的看法的一個論據:                                                                   

                                

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科目:高中物理 來源: 題型:

(08年寧夏卷)(物理――選修2-2)(10分)一足夠長的斜面,最高點為O點,有一長為l=1.00 m的木條AB,A端在斜面上,B端伸出斜面外。斜面與木條間的磨擦力足夠大,以致木條不會在斜面上滑動。在木條A端固定一個質量為M=2.00 kg的重物(可視為質點),B端懸掛一個質量為m=0.50 kg的重物。若要使木條不脫離斜面,在下列兩種情況下,OA的長度各需滿足什么條件?

(Ⅰ)木條的質量可以忽略不計。

(Ⅱ)木條質量為m′=0.50 kg,分布均勻。

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科目:高中物理 來源: 題型:

(08年寧夏卷)(物理─選修3-3)(9分)一定質量的理想氣體被活塞封閉在可導熱的氣缸內,活塞相對于底部的高度為h,可沿氣缸無摩擦地滑動。取一小盒沙子緩慢地倒在活塞的上表面上。沙子倒完時,活塞下降了h/4。再取相同質量的一小盒沙子緩慢地倒在活塞的上表面上。外界大氣的壓強和溫度始終保持不變,求此次沙子倒完時活塞距氣缸底部的高度。

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科目:高中物理 來源: 題型:

(08年寧夏卷)(物理─選修3-4)(9分)一半徑為R的1/4球體放置在水平面上,球體由折射率為的透明材料制成。現有一束位于過球心O的豎直平面內的光線,平行于桌面射到球體表面上,折射入球體后再從豎直表面射出,如圖所示。已知入射光線與桌面的距離為。求出射角q。

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