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1、1 专练 6 实验题(二)(时间:10 分钟)22(2018辽宁五校联考)用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系如图 1 所示,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.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
2、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_A小球 1 和小球 2 的质量m1、m2BB点离地面的高度hCA、B两点间的高度差hD小球 1 和小球 2 的半径r(2)当所测物理量满足表达式_(用所测物理量的字母表示)时,即说明两球碰撞遵守动量守恒定律(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2 所示的圆弧为圆心在斜槽末端的14圆使小球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,得到两球落在圆弧上的平均位置为M、P、N.测得斜槽末端与M、P、N三点的连线与竖直方
3、向的夹角分别为1、2、3,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)解析 (1)利用“碰撞实验器”验证动量守恒定律实验是根据平抛运动原理,将速度2 的测量转化为水平位移的测量,测量出OP、OM、ON外,还需要测量出两个小球的质量,选项 A正确(2)若碰撞前小球1 的动量等于碰撞后小球1 和小球 2 的动量之和,即m1v0m1v1m2v2,就能说明两球碰撞遵守动量守恒定律,由于OPv0t,OMv1t,ONv2t,所以当所测物理量满足表达式m1OPm1OMm2ON即可(3)测得斜槽末端与M的连线与竖直方向的夹角为1,由平抛运动规律,x1v1t1,y112gt21,设斜槽末端
4、与M的连线长度为L(即圆弧半径为L),sin 1x1L,cos1y1L,联立解得v1Lsin 12Lcos1g;测得斜槽末端与P的连线与竖直方向的夹角为2,同理可得v0Lsin 22Lcos2g;测得斜槽末端与N的连线与竖直方向的夹角为3,同理可得v2Lsin 32Lcos3g;代入m1v0m1v1m2v2,化简得:m1sin 2cos2m1sin 1cos1m2sin 3cos3 答案(1)A(2)m1OPm1OMm2ON(3)m1sin 2cos2m1sin 1cos1m2sin 3cos323(2018湖南湘东五校联考)为了精确测量一电阻的阻值Rx,现有以下器材:蓄电池E,电流表A,电压
5、表V,滑动变阻器R,电阻箱RP,开关 S1、S2,导线若干某实验小组设计了如图甲所示的电路,实验的主要步骤:a闭合 S1,断开 S2,调节R和RP,使电流表和电压表的示数适当,记下两表示数分别为I1、U1;b保持 S1闭合、RP阻值不变,闭合S2,记下电流表和电压表示数分别为I2、U2.(1)按如图甲所示的电路图将图乙所示的实物连成电路(2)写出被测电阻的表达式Rx_(用两电表的示数表示)(3)由于电流表、电压表都不是理想电表,则被测电阻Rx的测量值 _真实值(选填“大于”、“小于”或“等于”)3 解析 (2)由题意易知RPU1I1,又RP、Rx并联的阻值为R并U2I2,又1RP1Rx1R并,联立解得RxU1U2U1I2U2I1.(3)若考虑电流表和电压表不是理想电表,则在分析时应考虑电压表的内阻,则在(2)的分析中U1I1表示的就是RP、RV的并联电阻,结合后面的分析,可知此时Rx的测量值仍等于真实值 答案(1)如图所示(2)U1U2U1I2U2I1(3)等于