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实验题 适中0.65 引用4 组卷476
某同学用平抛和碰撞实验器可以完成“研究平抛运动规律”和“验证动量守恒定律”两个实验。实验装置如图甲所示:

在“研究平抛运动规律”实验中,将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道滑下后从斜槽末端飞出,落在水平挡板上。由于挡板靠近硬板一侧较低,钢球落在挡板上时,钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板,重新释放钢球,如此重复,白纸上将留下一系列痕迹点。
在“验证动量守恒定律”实验中,固定挡板位置,实验时先让钢球从斜槽上某一固定位置由静止开始滚下,落到挡板处,在下面的白纸上留下痕迹。重复上述操作5次,得到5个落点痕迹,找到平均落点。把半径与钢球相同的玻璃靶球放在收放自如的支球柱上,让钢球仍从固定位置由静止开始滚下,两球正碰后,分别在白纸上留下各自的落点痕迹,重复操作5次,找到各自的平均落点。
(1)下列关于实验操作的说法正确的是___________(填选项前的字母)。
A.两个实验中均需测量钢球直径
B.两个实验中均需用天平测出钢球的质量
C.两个实验中均需保证斜槽轨道末端切线水平
D.两个实验中均需尽量减小钢球与斜槽之间的摩擦力

(2)“研究平抛运动规律”实验中,得到如图乙所示的轨迹,在轨迹上取A、B、C三点,的水平间距均为,测得的竖直间距分别是,则___________(选填“大于”“等于”或者“小于”)。钢球平抛的初速度大小为___________(已知当地重力加速度为g,结果用题中字母表示)。
(3)在“验证动量守恒定律”实验中,用天平分别测出钢球和靶球质量为,将重锤线放于槽口,通过重锤在挡板上的投影确定O点,如图丙所示,用刻度尺测出入射球两次平均落点PM与点O的距离分别为,靶球平均落点与点的距离为,用螺旋测微器测得小球直径为,在实验误差允许范围内,若满足关系___________(用题中字母表示),就验证了两球碰撞前后总动量守恒。
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如图甲所示,用半径相同的两个小球碰撞验证“动量守恒定律”。实验时先让质量为的A球从斜槽上某一固定位置C由静止释放,A球从轨道末端水平抛出,落到位于水平地面的复写纸上,在下面的白纸上留下痕迹,重复上述操作10次,得到10个落点痕迹的平均落点P,再把质量为的B球放在水平轨道末端,将A球仍从位置C由静止释放,A球和B球碰撞后,分别在白纸上留下各自的落点痕迹,重复操作10次,MN为碰后两个落点的平均位置,O点是水平轨道末端在记录纸上的竖直投影点,如图乙所示。
   
(1)要保证实验成功,入射小球A的质量应_________(选填“大于”“等于”或“小于”)被碰小球B的质量,入射小球A的直径_________(选填“必须等于”或“可以不等于”)被碰小球B的直径。
(2)下列说法中正确的是_________
A.安装的斜槽轨道必须光滑,末端必须水平
B.实验前应该测出斜槽末端距地面的高度
C.除了图中器材外,完成本实验还必须使用的器材是天平、刻度尺
(3)实验中,测量出两个小球的质量分别为,测量出三个落点的平均位置与O点距离OMOPON的长度分别为,在实验误差允许范围内,若满足关系式_________(用所测物理量的字母表示),则可以认为两球碰撞前后的总动量守恒。
(4)某实验小组设计了如图丙所示的装置来研究碰撞前后动能的变化,方案如下:让从斜槽轨道滚下的小球打在正对的竖直墙上,把白纸和复写纸附在墙上,记录小球的落点。选择半径相等的钢球A和塑料球B进行实验,测量出A、B两球的质量分别为,其他操作重复验证动量守恒时的步骤。如果MPN为竖直记录纸上三个落点的平均位置,小球静止于水平轨道末端时球心在竖直记录纸上的水平投影点为O,用刻度尺测量MPNO'的距离分别为。在实验误差允许范围内,若满足关系式________(用所测物理量的字母表示),则可认为碰撞前后两球的总动能相等。
   
如图甲所示,用半径相同的A、B两球的碰撞可以验证“动量守恒定律”。实验时先让质量为的A球从斜槽上某一固定位置C由静止开始滚下,进入水平轨道后,从轨道末端水平抛出,落到位于水平地面的复写纸上,在下面的白纸上留下痕迹。重复上述操作10次,得到10个落点痕迹。再把质量为的B球放在水平轨道末端,让A球仍从位置C由静止滚下,A球和B球碰撞后,分别在白纸上留下各自的落点痕迹,重复操作10次。如图乙所示,MPN为三个落点的平均位置,未放B球时,A球的落点是P点,O点是水平轨道末端在记录纸上的竖直投影点。

(1)下列说法中正确的有___________
A.安装轨道时,轨道末端必须水平
B.实验前应该测出斜槽末端距地面的高度
C.实验过程中,复写纸可以移动,白纸不能移动
D.用半径尽量小的圆把10个落点圈起来,这个圆的圆心可视为小球落点的平均位置
(2)在某次实验中,测量出两个小球的质量记录的落点平均位置MN几乎与在同一条直线上,测量出三个落点位置与O点距离的长度。在实验误差允许范围内,若满足关系式___________,则可以认为两球碰撞前后的总动量守恒。(用测量的量表示)
(3)完成上述实验后,某实验小组对上述装置进行了改造,如图丙所示。在水平槽右方竖直固定一木板,使小球1仍从斜槽上C点由静止滚下,重复上述实验的操作,得到两球落在木板上的平均落点MPN,用刻度尺测量木板上与B等高的点NPM三点的高度差分别为,则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为___________(用所测物理量的字母表示)。
如图甲所示,用半径相同的AB两球的碰撞可以验证“动量守恒定律”。实验时先让质量为m1A球从斜槽上某一固定位置C由静止开始滚下,进入水平轨道后,从轨道末端水平抛出,落到位于水平地面的复写纸上,在下面的白纸上留下痕迹。重复上述操作10次,得到10个落点痕迹。再把质量为m2B球放在水平轨道末端,让A球仍从位置C由静止滚下,A球和B球碰撞后,分别在白纸上留下各自的落点痕迹,重复操作10次。如图乙所示,MPN为三个落点的平均位置,未放B球时,A球的落点是P点,O点是水平轨道末端在记录纸上的竖直投影点。
      
(1)本实验中,除了图中器材外,实验室还备有下列器材,完成本实验还必须使用的两种器材是_______
A.秒表、天平                            B.天平、刻度尺
C.秒表、刻度尺                         D.天平、打点计时器
(2)下列说法中正确的有________
A.安装轨道时,轨道末端必须水平
B.实验前应该测出斜槽末端距地面的高度
C.实验过程中,复写纸可以移动,白纸不能移动
D.用半径尽量小的圆把10个落点圈起来,这个圆的圆心可视为小球落点的平均位置
(3)在某次实验中,测量出两个小球的质量m1m2记录的落点平均位置MN几乎与OP在同一条直线上,测量出三个落点位置与O点距离OMOPON的长度。在实验误差允许范围内,若满足关系式_______,则可以认为两球碰撞前后在OP方向上的总动量守恒。(用测量的量表示)
(4)实验中小球斜槽之间存在摩擦力,这对实验结果_______(选填“有”或“没有”)影响。
(5)完成上述实验后,某实验小组对上述装置进行了改造,如图丙所示。在水平槽右方竖直固定一木板,使小球1仍从斜槽上C点由静止滚下,重复上述实验的操作,得到两球落在木板上的平均落点MPN。用刻度尺测量木板上与B等高的点B′MPN三点的高度差分别为L1L2L3,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)。
   

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