【題目】如圖1所示，用“碰撞實(shí)驗(yàn)器材”可以驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，即研究?jī)蓚�(gè)小球在軌道末端碰撞前后的動(dòng)量關(guān)系：先安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，在地上鋪一張白紙，白紙上鋪放復(fù)寫紙，記下重垂線所指的位置O。

接下來(lái)的實(shí)驗(yàn)步驟如下：

步驟1：不放小球2，讓小球1從斜槽上A點(diǎn)由靜止?jié)L下，并落在地面上。重復(fù)多次，用盡可能小的圓，把小球的所有落點(diǎn)圈在里面，其圓心就是小球落點(diǎn)的平均位置；

步驟2：把小球2放在斜槽前端邊緣位置B，讓小球1從A點(diǎn)由靜止?jié)L下，使它們碰撞。重復(fù)多次，并使用與步驟1同樣的方法分別標(biāo)出碰撞后兩小球落點(diǎn)的平均位置；

步驟3：用刻度尺分別測(cè)量三個(gè)落地點(diǎn)的平均位置M、P、N離O點(diǎn)的距離，即線段OM、OP、ON的長(zhǎng)度。

（1）上述實(shí)驗(yàn)除需測(cè)量線段OM、OP、ON的長(zhǎng)度外，還需要測(cè)量的物理量有______。（寫出物理量及相應(yīng)符號(hào)）

（2）實(shí)驗(yàn)中造成誤差的可能情況有______。

A．用直尺測(cè)量的線段OM、OP、ON長(zhǎng)度值

B．軌道不光滑

C．軌道末端不水平

D．軌道末端到地面的高度未測(cè)量

（3）若測(cè)得各落點(diǎn)痕跡到O點(diǎn)的距離：OM＝2.68cm，OP＝8.62cm，ON＝11.50cm，并知小球1、2的質(zhì)量比為2︰1，則系統(tǒng)碰撞前總動(dòng)量P與碰撞后總動(dòng)量P的百分誤差__________________%（結(jié)果保留一位有效數(shù)字）。

（4）完成上述實(shí)驗(yàn)后，實(shí)驗(yàn)小組成員小紅對(duì)上述裝置進(jìn)行了改造，小紅改造后的裝置如圖2所示。使小球1仍從斜槽上A點(diǎn)由靜止?jié)L下，重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟1和2的操作，得到兩球落在以斜槽末端為圓心的圓弧上，平均落點(diǎn)M′、P′、N′。測(cè)量軌道末端到M′、P′、N′三點(diǎn)的連線與水平方向的夾角分別為，則驗(yàn)證兩球碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒的表達(dá)式為________ (用所測(cè)物理量的符號(hào)表示)。

【答案】小球1和小球2的質(zhì)量m1和m2 AC 2% =+

【解析】

（1）因?yàn)槠綊佭\(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等，根據(jù)v＝x/t，所以用水平射程可以代替速度；根據(jù)動(dòng)量守恒得：m1v0=m1v1+m2v2，即m1OP=m1OM+m2ON，所以除了測(cè)量線段OM、OP、ON的長(zhǎng)度外，還需要測(cè)量的物理量是小球1和小球2的質(zhì)量m1、m2．
（2）用直尺測(cè)量的線段OM、OP、ON長(zhǎng)度值時(shí)可能做成誤差，選項(xiàng)A正確；軌道不光滑對(duì)實(shí)驗(yàn)無(wú)影響，只要小球到達(dá)底端的速度相同即可，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；軌道末端不水平，則小球不能做平拋運(yùn)動(dòng)，會(huì)造成誤差，選項(xiàng)C正確；因水平射程代替速度，則軌道末端到地面的高度未測(cè)量不會(huì)造成誤差，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；

（3）系統(tǒng)碰撞前總動(dòng)量P=m1OP=8.62×2m2=17.24m2；碰撞后總動(dòng)量P＇= m1OM+m2ON=2.68m1+11.50m2=16.86m2，則

（4）設(shè)圓弧半徑為R，且落點(diǎn)M＇與圓心連線與水平方向夾角為α1，則由平拋運(yùn)動(dòng)的知識(shí)可知：；；解得；同理可得：；；則要驗(yàn)證的關(guān)系為：m1v0=m1v1+m2v2；帶入可得：=+.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，從A點(diǎn)以某一水平速度v0拋出質(zhì)量m=1kg的小物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），當(dāng)物塊運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)時(shí)，恰好沿切線方向進(jìn)入圓心角∠BOC=37°的光滑圓弧軌道BC，經(jīng)圓弧軌道后滑上與C點(diǎn)等高、靜止在粗糙水平面的長(zhǎng)木板上，圓弧軌道C端切線水平．已知長(zhǎng)木板的質(zhì)量M=4kg，A、B兩點(diǎn)距C點(diǎn)的高度分別為H=0.6m、h=0.15m，圓弧半徑R=0.5m物塊與長(zhǎng)木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1=0.7，長(zhǎng)木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2=0.2，g=10m/s2．sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：

(1)小物塊在B點(diǎn)時(shí)的速度大小；

(2)小物塊滑動(dòng)至C點(diǎn)時(shí)，對(duì)圓弧軌道C點(diǎn)的壓力；

(3)長(zhǎng)木板至少為多長(zhǎng)，才能保證小物塊不滑出長(zhǎng)木板？（設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】極地衛(wèi)星的運(yùn)行軌道經(jīng)過(guò)地球的南北兩極正上方（軌道可視為圓軌道）。如圖所示，某時(shí)刻某極地衛(wèi)星在地球北緯45°A點(diǎn)的正上方按圖示方向運(yùn)行，經(jīng)過(guò)12h后再次出現(xiàn)在A點(diǎn)的正上方，地球自轉(zhuǎn)周期為24h。則下列說(shuō)法正確的是

A. 該衛(wèi)星運(yùn)行周期比同步衛(wèi)星周期大

B. 該衛(wèi)星每隔12h經(jīng)過(guò)A點(diǎn)的正上方一次

C. 該衛(wèi)星運(yùn)行的加速度比同步衛(wèi)星的加速度小

D. 該衛(wèi)星所有可能角速度的最小值為

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示是一個(gè)交流發(fā)電機(jī)的示意圖．線框abcd處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，已知ab=bc=10cm，B=1T，線圈匝數(shù)n=100，線圈電阻r=5Ω，外電路負(fù)載電阻R=5Ω，線圈以600r/min的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)．求：

（1）線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值；

（2）從如圖示位置開始，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)表達(dá)式；

（3）從如圖示位置開始經(jīng)1/60秒時(shí)，安培表和電壓表的讀數(shù)；

（4）從如圖所示位置開始轉(zhuǎn)過(guò)90°角的過(guò)程中，線圈上產(chǎn)生的熱量；

（5）從如圖所示位置開始轉(zhuǎn)過(guò)90°角的過(guò)程中，流過(guò)燈泡的電荷量；

（6）線圈轉(zhuǎn)過(guò)一周外力所做的功。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】三峽水利樞紐工程是長(zhǎng)江流域治理開發(fā)的關(guān)鍵工程，是中國(guó)規(guī)模最大的水利工程．樞紐控制流域面積為1.0×106 km2，占長(zhǎng)江流域面積的56%，壩址處年平均流量為Q＝4.51×1011m3.水利樞紐的主要任務(wù)包括防洪、發(fā)電、航運(yùn)三方面．在發(fā)電方面，三峽電站安裝水輪發(fā)電機(jī)組26臺(tái)，總裝機(jī)容量(指26臺(tái)發(fā)電機(jī)組同時(shí)工作的總發(fā)電功率)為P＝1.82×107 kW，年平均發(fā)電量約為W＝8.40×1010 kW·h.該工程已全部竣工，電站主要向華中、華東電網(wǎng)供電，以緩解這兩個(gè)地區(qū)的供電緊張局面．閱讀上述資料，解答下列問(wèn)題(水的密度ρ＝1.0×103 kg/m3，g取10 m/s2)：

(1)若三峽電站上、下游水位差按h＝100 m計(jì)算，試推導(dǎo)三峽電站將水流的勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能的效率η的公式，并計(jì)算出效率η的數(shù)值．

(2)若26臺(tái)發(fā)電機(jī)組全部建成并發(fā)電，要達(dá)到年發(fā)電量的要求，每臺(tái)發(fā)電機(jī)組平均年發(fā)電時(shí)間t為多少天？

(3)將該電站的電能輸送到華中地區(qū)，送電功率為P1＝4.5×105 kW，采用超高壓輸電，輸電電壓為U＝500 kV，而發(fā)電機(jī)輸出的電壓約為U0＝18 kV.若輸電線上損耗的功率為輸電功率的5%，求發(fā)電站的升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比和輸電線路的總電阻．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系xoy的一、二象限內(nèi)，分別存在以虛線OM為邊界的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)。勻強(qiáng)電場(chǎng)方向沿y軸負(fù)方向，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于xoy平面向里，虛線OM與x軸負(fù)方向成45°角。一質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶電粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O處以速度v0沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)，粒子每次到x軸將反彈，每次反彈水平分速度不變、豎直分速度大小均減為反彈前的倍、方向相反。電場(chǎng)強(qiáng)度大小為，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，求：

(不計(jì)粒子重力，題中各物理量單位均為國(guó)際單位，計(jì)算結(jié)果可用分式表示)

(1)帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；

(2)帶電粒子最后一次經(jīng)過(guò)OM時(shí)的位置坐標(biāo)；

(3)帶電粒子從最后一次經(jīng)過(guò)OM時(shí)開始，沿電場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)的總路程。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，MN是半徑為R=0.8m的豎直四分之一光滑圓弧軌道，豎直固定在水平桌面上，軌道末端處于桌子邊緣并與水平桌面相切于N點(diǎn)。把一質(zhì)量為m=1kg的小球B靜止放于N點(diǎn)，另一完全相同的小球A由M點(diǎn)靜止釋放，經(jīng)過(guò)N點(diǎn)時(shí)與B球發(fā)生正碰，碰后粘在一起水平飛出，落在地面上的P點(diǎn)。若桌面高度為h=0.8m，取重力加速度g=10m/s。不計(jì)阻力，小球可視為質(zhì)點(diǎn)。求：

（1）小球A運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)與小球B碰前的速度v0的大小

（2）小球A與小球B碰后瞬間的共同速度v的大小

（3）P點(diǎn)與N點(diǎn)之間的水平距離x

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】從下列實(shí)驗(yàn)器材中選出適當(dāng)?shù)钠鞑模O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路來(lái)測(cè)量某電壓表的內(nèi)阻，要求方法簡(jiǎn)捷，操作方便�？蛇M(jìn)行多次測(cè)量并達(dá)到較高的測(cè)量精度。

A.待測(cè)電壓表，量程，內(nèi)電阻約

B.電壓表，量程，內(nèi)電阻約

C.定值電阻，阻值

D.定值電阻，阻值

E.滑動(dòng)變阻器，阻值范圍，額定電流

F.滑動(dòng)變阻器，阻值范圍，額定電流

G.電池組，電動(dòng)勢(shì)為，內(nèi)電阻為

H.單刀開關(guān)若干和導(dǎo)線若干

①請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)量電路，并在方框中畫出電路圖________

②實(shí)驗(yàn)器材選擇除A、B、G、H外，定值電阻應(yīng)選用________，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用________（用器材前的字母表示）。

③寫出測(cè)量電壓表內(nèi)阻的表達(dá)式________。（用己知物理量和測(cè)量量表示）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，一個(gè)矩形線框從勻強(qiáng)磁場(chǎng)的上方自由落下，進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，然后再?gòu)拇艌?chǎng)中穿出．已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的寬度h大于線框的寬度l.那么下列說(shuō)法中正確的是(　　)

A. 線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中，感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針

B. 線框穿出磁場(chǎng)的過(guò)程中，感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針

C. 線框在進(jìn)入和穿出磁場(chǎng)的過(guò)程中，都是磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)變成電能

D. 線框在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，電能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能

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