高三物理解答题中等难度题
在“验证动量守恒定律”的实验中。已有的实验器材有:斜槽轨道,大小相等质量不同的小钢球两个,重垂线一条,向纸,复写纸,圆规。实验装置及实验中小球运动轨迹及落点的情况简图如图所示。
试根据实验要求完成下列填空:
(1)实验前,轨道的调节应注 意____________________;
(2)实验中重复多次让a球从斜槽上释放,应特别注意____________________;
(3)实验中还缺少的测量器材有:____________________;
(4)实验中需测量的物理量是____________________;
(5)若该碰撞过程中动量守恒,则一定有关系式____________________成立。
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如图1所示,用“碰撞实验器材”可以验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道末端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)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______。(写出物理量及相应符号)
(2)实验中造成误差的可能情况有______。
A.用直尺测量的线段OM、OP、ON长度值
B.轨道不光滑
C.轨道末端不水平
D.轨道末端到地面的高度未测量
(3)若测得各落点痕迹到O点的距离:OM=2.68cm,OP=8.62cm,ON=11.50cm,并知小球1、2的质量比为2︰1,则系统碰撞前总动量P与碰撞后总动量P的百分误差__________________%(结果保留一位有效数字)。
(4)完成上述实验后,实验小组成员小红对上述装置进行了改造,小红改造后的装置如图2所示。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,得到两球落在以斜槽末端为圆心的圆弧上,平均落点M′、P′、N′。测量轨道末端到M′、P′、N′三点的连线与水平方向的夹角分别为,则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为________ (用所测物理量的符号表示)。
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如图1所示,用“碰撞实验器材”可以验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道末端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)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______。(写出物理量及相应符号)
(2)实验中造成误差的可能情况有______。
A.用直尺测量的线段OM、OP、ON长度值
B.轨道不光滑
C.轨道末端不水平
D.轨道末端到地面的高度未测量
(3)若测得各落点痕迹到O点的距离:OM=2.68cm,OP=8.62cm,ON=11.50cm,并知小球1、2的质量比为2︰1,则系统碰撞前总动量P与碰撞后总动量P的百分误差__________________%(结果保留一位有效数字)。
(4)完成上述实验后,实验小组成员小红对上述装置进行了改造,小红改造后的装置如图2所示。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,得到两球落在以斜槽末端为圆心的圆弧上,平均落点M′、P′、N′。测量轨道末端到M′、P′、N′三点的连线与水平方向的夹角分别为,则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为________ (用所测物理量的符号表示)。
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