精英家教網(wǎng)某同學(xué)設(shè)計了圖示的裝置來難證動量守恒定律：將質(zhì)量為mA的鋼球A用長為L的細繩栓好懸于O點，質(zhì)量為mB（mB＜mA）的鋼球B放在與O在同一豎直線上、距地面高度為H的支柱上，且與懸點的距離也是L．現(xiàn)將球A拉至細線與豎直方向夾角為α處由靜止釋放，當(dāng)A擺到最低點時恰與B球發(fā)生對心碰撞．碰撞后，A球?qū)⑤p質(zhì)指針C推移到與豎直方向的夾角為β處，B球落到地面上的D點，發(fā)生的水平位移為s． 則：
（1）A與B球碰撞前的動量為
 
；B球碰撞后的動量為
 
．
（2）驗證動量守恒定律的表達式為
 
．
分析：根據(jù)機械能守恒定律分別求出A球與B球碰撞前后的速度，從而求出碰撞前后的動量．根據(jù)平拋運動的規(guī)律求出B球平拋運動的初速度，從而求出碰后B球的動量．
解答：解：（1）根據(jù)機械能守恒定律得，mAgL（1-cosα）=
1
2
mAv12，
解得v1=
2gL(1-cosα)
．
則A球與B球碰撞前的動量為PA=mA
2gL(1-cosα)
．
根據(jù)機械能守恒定律得，mAgL(1-cosβ)=
1
2
mAv22，
解得v2=
2gL(1-cosβ)
，
則A與B球碰撞后的動量為PA′=mA
2gL(1-cosβ)
．
根據(jù)H=
1
2
gt2得，t=
2H
g
，
則平拋運動的初速度vB=s
g
2H
，
則B球碰撞后的動量為PB=mBs
g
2H
．
（2）驗證動量守恒定律的表達式為PA=PA′+PB，
即mA
2gL(1-cosα)
=mA
2gL(1-cosβ)
+mBs
g
2H
．
故答案為：（1）mA
2gL(1-cosα)
，mBs
g
2H

（2）mA
2gL(1-cosα)
=mA
2gL(1-cosβ)
+mBs
g
2H
點評：解決本題的關(guān)鍵理解實驗的實驗原理，明確兩小球的運動過程以及過程中機械能何時守恒，動量何時守恒．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（2011?蚌埠模擬）Ⅰ．為了探究平拋運動的規(guī)律，某同學(xué)采用圖示的裝置進行實驗，他用小錘打擊彈性金屬片，金屬片把A球沿水平方向彈出，同時B球松開，自由下落，由此實驗結(jié)果可以得出的結(jié)論是
平拋運動的豎直分運動是自由落體運動，
平拋運動的豎直分運動是自由落體運動，
若增大打擊金屬片的力度，上述結(jié)論將
仍然
仍然
（填“不”或”仍然”）成立．
Ⅱ．某實驗小組利用圖示的裝置來驗證加速度與物體質(zhì)量的關(guān)系．實驗時，平衡摩擦后，將兩輛小車拉至木板尾端附近后釋放，動力系統(tǒng)拉著兩小車做勻加速運動，打點計時器使在紙帶上打出一列點，根據(jù)打出的紙帶求出兩小車的加速度a1、a2．

（1）若紙帶l如下圖所示，A、B、C、D為相鄰的四個記數(shù)點，每兩個記數(shù)點之間還有四個點來標出．電源頻率為50Hz．則小車1的加速度為
0.70
0.70
 m/s2（保留兩位小數(shù)）．
（2）求出a1、a2后，還需要測量的量為
鉤碼重力mg、小車質(zhì)量m1、m2
鉤碼重力mg、小車質(zhì)量m1、m2
（用文字和符號表示）．需要驗證的公式為
mg=m1a1+m2a2
mg=m1a1+m2a2
（用求出的量和測出的量表示）

Ⅲ．某同學(xué)要測定自來水的電阻率，他先在一根均勻的長玻璃管兩端備裝了一個電極，電極間裝滿待測的自來水．其他器材包括（如圖）：
電壓表（量程I5V．內(nèi)阻約30kΩ）；
電流表（量程300μA．內(nèi)阻約50Ω）；
滑動變阻器（100Ω，1A）；
電池組（電動終E=12V．內(nèi)阻r=6Ω）；
開關(guān)一個、導(dǎo)線若干．，
他測出水柱的長度L、玻璃管的內(nèi)徑d，設(shè)計電路并測出兩電極間的電壓U和電流I．下表為U和I實驗數(shù)據(jù)
U/V 1.0 3.0 5.0 7.0 9.0 11.0
I/μA 22 65 109 155 190 240
（1）請在圖示的實物圖上畫出連線．完成該同學(xué)的電路設(shè)計．
（2）自來水電阻率的表達式為ρ=
πUd2
4ρIL
πUd2
4ρIL
（用符號投示）．

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科目：高中物理 來源：天津市天津一中2012屆高三4月月考物理試題 題型：058

(1)如圖所示，abcd為單匝矩形線圈，邊長ab＝10 cm，bc＝20 cm．該線圈的一半位于具有理想邊界、磁感應(yīng)強度為0.1T、寬為20 cm的勻強磁場中，磁場方向與線圈平面垂直．若線圈繞通過ab邊的軸以100p rad/s的角速度勻速旋轉(zhuǎn)，當(dāng)線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過90° 時的瞬時感應(yīng)電動勢大小為________V．

(2)某同學(xué)利用如圖甲所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律．

(Ⅰ)請指出該同學(xué)在實驗操作中存在的兩處明顯錯誤或不當(dāng)：

①________；

②________．

(Ⅱ)該同學(xué)經(jīng)正確操作得到如圖乙所示的紙帶，取連續(xù)的六個點A、B、C、D、E、F為計數(shù)點，測得點A到B、C、D、E、F的距離分別為h1、h2、h3、h4、h5，若打點的時間間隔為T，則打E點時重物速度的表達式為vE＝________．

(3)冬、春季節(jié)降水量少，廣東沿海附近水位較低，漲潮時海水倒灌出現(xiàn)所謂咸潮現(xiàn)象，使沿海地區(qū)的城市自來水中的離子濃度較高，水質(zhì)受到影響，為了研究咸潮出現(xiàn)的規(guī)律，某同學(xué)設(shè)計了一個監(jiān)測河水電阻率的實驗．它在一根均勻的長玻璃管兩端裝上兩個橡膠塞和鉑電極，如下圖(1)所示，兩電極相距L＝0.314 m，其間充滿待測的河水．安裝前他用如下圖(2)的游標卡尺(圖為卡尺的背面)測量玻璃管的內(nèi)徑，結(jié)果如下圖(3)所示．

他還選用了以下儀器：量程15 V、內(nèi)阻300 kΩ的電壓表，量程300μA、內(nèi)阻50 Ω的電流表，最大阻值為1 kΩ的滑動變阻器，電動勢E＝12 V、內(nèi)阻r＝6Ω的電池組，開關(guān)等各一個，以及導(dǎo)線若干．下圖(4)坐標中包括坐標為(0，0)的點在內(nèi)的9個點表示他測得的9組電流I、電壓U的值．

根據(jù)以上材料完成以下問題：

(a)測量玻璃管內(nèi)徑時，應(yīng)將上圖(2)中的游標卡尺的A、B、C三部分中的________與玻璃管內(nèi)壁接觸(填代號)；

(b)玻璃管的內(nèi)徑d＝________mm；

(c)圖(4)中的9個點表示實驗中測得的9組電流I、電壓U的值，試寫出根據(jù)此圖求R值的步驟：________．

(d)上圖(5)中的實物儀器部分已連線，將其他部分連接成能測出上圖(4)數(shù)據(jù)的實物連接圖；

(e)開頭閉合前滑動變阻器的滑片應(yīng)先滑至________端．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（18分）

（1）如圖所示，abcd為單匝矩形線圈，邊長ab＝10cm，bc＝20cm。該線圈的一半位于具有理想邊界、磁感應(yīng)強度為0.1T、寬為20cm的勻強磁場中，磁場方向與線圈平面垂直。若線圈繞通過ab邊的軸以100p rad/s的角速度勻速旋轉(zhuǎn)，當(dāng)線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過90°時的瞬時感應(yīng)電動勢大小為___________V。

（2）某同學(xué)利用如圖甲所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律．

（I）請指出該同學(xué)在實驗操作中存在的兩處明顯錯誤或不當(dāng)：

①                                             ；

②                                             。

（II）該同學(xué)經(jīng)正確操作得到如圖乙所示的紙帶，取連續(xù)的六個點A、B、C、D、E、F為計數(shù)點，測得點A到B、C、D、E、F的距離分別為h1、h2、h3、h4、h5，若打點的時間間隔為T，則打E點時重物速度的表達式為vE=         

（3）冬、春季節(jié)降水量少，廣東沿海附近水位較低，漲潮時海水倒灌出現(xiàn)所謂咸潮現(xiàn)象，使沿海地區(qū)的城市自來水中的離子濃度較高，水質(zhì)受到影響，為了研究咸潮出現(xiàn)的規(guī)律，某同學(xué)設(shè)計了一個監(jiān)測河水電阻率的實驗。它在一根均勻的長玻璃管兩端裝上兩個橡膠塞和鉑電極，如下圖(1)所示，兩電極相距L=0.314m，其間充滿待測的河水。安裝前他用如下圖(2)的游標卡尺（圖為卡尺的背面）測量玻璃管的內(nèi)徑，結(jié)果如下圖(3)所示。

他還選用了以下儀器：量程15V、內(nèi)阻300kΩ的電壓表，量程300μA、內(nèi)阻50Ω的電

流表，最大阻值為1kΩ的滑動變阻器，電動勢E=12V、內(nèi)阻r=6Ω的電池組，開關(guān)等各一個，以及導(dǎo)線若干。下圖(4)坐標中包括坐標為（0，0）的點在內(nèi)的9個點表示他測得的9組電流I、電壓U的值。

根據(jù)以上材料完成以下問題：

（a）測量玻璃管內(nèi)徑時，應(yīng)將上圖(2)中的游標卡尺的A、B、C三部分中的__________________與玻璃管內(nèi)壁接觸（填代號）；

（b）玻璃管的內(nèi)徑d=___________mm；

（c）圖(4)中的9個點表示實驗中測得的9組電流I、電壓U的值，試寫出根據(jù)此圖求R值的步驟：

                                                                     

                                                                     

（d）上圖(5)中的實物儀器部分已連線，將其他部分連接成能測出上圖(4)數(shù)據(jù)的實物連接圖；

（e）開頭閉合前滑動變阻器的滑片應(yīng)先滑至___________端。

 

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科目：高中物理 來源：2012屆天津市第一中學(xué)高三4月月考物理試卷（帶解析） 題型：實驗題

（18分）
（1）如圖所示，abcd為單匝矩形線圈，邊長ab＝10cm，bc＝20cm。該線圈的一半位于具有理想邊界、磁感應(yīng)強度為0.1T、寬為20cm的勻強磁場中，磁場方向與線圈平面垂直。若線圈繞通過ab邊的軸以100p rad/s的角速度勻速旋轉(zhuǎn)，當(dāng)線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過90°時的瞬時感應(yīng)電動勢大小為___________V。

（2）某同學(xué)利用如圖甲所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律．
（I）請指出該同學(xué)在實驗操作中存在的兩處明顯錯誤或不當(dāng)：
①                                             ；
②                                             。
（II）該同學(xué)經(jīng)正確操作得到如圖乙所示的紙帶，取連續(xù)的六個點A、B、C、D、E、F為計數(shù)點，測得點A到B、C、D、E、F的距離分別為h1、h2、h3、h4、h5，若打點的時間間隔為T，則打E點時重物速度的表達式為vE=         

（3）冬、春季節(jié)降水量少，廣東沿海附近水位較低，漲潮時海水倒灌出現(xiàn)所謂咸潮現(xiàn)象，使沿海地區(qū)的城市自來水中的離子濃度較高，水質(zhì)受到影響，為了研究咸潮出現(xiàn)的規(guī)律，某同學(xué)設(shè)計了一個監(jiān)測河水電阻率的實驗。它在一根均勻的長玻璃管兩端裝上兩個橡膠塞和鉑電極，如下圖(1)所示，兩電極相距L=0.314m，其間充滿待測的河水。安裝前他用如下圖(2)的游標卡尺（圖為卡尺的背面）測量玻璃管的內(nèi)徑，結(jié)果如下圖(3)所示。
他還選用了以下儀器：量程15V、內(nèi)阻300kΩ的電壓表，量程300μA、內(nèi)阻50Ω的電
流表，最大阻值為1kΩ的滑動變阻器，電動勢E=12V、內(nèi)阻r=6Ω的電池組，開關(guān)等各一個，以及導(dǎo)線若干。下圖(4)坐標中包括坐標為（0，0）的點在內(nèi)的9個點表示他測得的9組電流I、電壓U的值。

根據(jù)以上材料完成以下問題：
（a）測量玻璃管內(nèi)徑時，應(yīng)將上圖(2)中的游標卡尺的A、B、C三部分中的__________________與玻璃管內(nèi)壁接觸（填代號）；
（b）玻璃管的內(nèi)徑d=___________mm；
（c）圖(4)中的9個點表示實驗中測得的9組電流I、電壓U的值，試寫出根據(jù)此圖求R值的步驟：
                                                                     
                                                                     
（d）上圖(5)中的實物儀器部分已連線，將其他部分連接成能測出上圖(4)數(shù)據(jù)的實物連接圖；
（e）開頭閉合前滑動變阻器的滑片應(yīng)先滑至___________端。

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科目：高中物理 來源：2011-2012學(xué)年天津市高三4月月考物理試卷（解析版） 題型：實驗題

（18分）

（1）如圖所示，abcd為單匝矩形線圈，邊長ab＝10cm，bc＝20cm。該線圈的一半位于具有理想邊界、磁感應(yīng)強度為0.1T、寬為20cm的勻強磁場中，磁場方向與線圈平面垂直。若線圈繞通過ab邊的軸以100p rad/s的角速度勻速旋轉(zhuǎn)，當(dāng)線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過90°時的瞬時感應(yīng)電動勢大小為___________V。

（2）某同學(xué)利用如圖甲所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律．

（I）請指出該同學(xué)在實驗操作中存在的兩處明顯錯誤或不當(dāng)：

①                                              ；

②                                              。

（II）該同學(xué)經(jīng)正確操作得到如圖乙所示的紙帶，取連續(xù)的六個點A、B、C、D、E、F為計數(shù)點，測得點A到B、C、D、E、F的距離分別為h1、h2、h3、h4、h5，若打點的時間間隔為T，則打E點時重物速度的表達式為vE=         

（3）冬、春季節(jié)降水量少，廣東沿海附近水位較低，漲潮時海水倒灌出現(xiàn)所謂咸潮現(xiàn)象，使沿海地區(qū)的城市自來水中的離子濃度較高，水質(zhì)受到影響，為了研究咸潮出現(xiàn)的規(guī)律，某同學(xué)設(shè)計了一個監(jiān)測河水電阻率的實驗。它在一根均勻的長玻璃管兩端裝上兩個橡膠塞和鉑電極，如下圖(1)所示，兩電極相距L=0.314m，其間充滿待測的河水。安裝前他用如下圖(2)的游標卡尺（圖為卡尺的背面）測量玻璃管的內(nèi)徑，結(jié)果如下圖(3)所示。

他還選用了以下儀器：量程15V、內(nèi)阻300kΩ的電壓表，量程300μA、內(nèi)阻50Ω的電

流表，最大阻值為1kΩ的滑動變阻器，電動勢E=12V、內(nèi)阻r=6Ω的電池組，開關(guān)等各一個，以及導(dǎo)線若干。下圖(4)坐標中包括坐標為（0，0）的點在內(nèi)的9個點表示他測得的9組電流I、電壓U的值。

根據(jù)以上材料完成以下問題：

（a）測量玻璃管內(nèi)徑時，應(yīng)將上圖(2)中的游標卡尺的A、B、C三部分中的__________________與玻璃管內(nèi)壁接觸（填代號）；

（b）玻璃管的內(nèi)徑d=___________mm；

（c）圖(4)中的9個點表示實驗中測得的9組電流I、電壓U的值，試寫出根據(jù)此圖求R值的步驟：

                                                                     

                                                                     

（d）上圖(5)中的實物儀器部分已連線，將其他部分連接成能測出上圖(4)數(shù)據(jù)的實物連接圖；

（e）開頭閉合前滑動變阻器的滑片應(yīng)先滑至___________端。

 

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