如图所示,在空中点将质量为
的小球以某一水平速度抛出,将无碰撞地由
点进入竖直平面内半径
的内壁光滑圆管弧形轨道,然后经最低点
无能量损失地进入足够长光滑水平轨道,与另一静止的质量为
小球发生碰撞并粘连在一起(不再分开)压缩弹簧,弹簧左端与小球M栓接,弹簧右端与固定挡板栓接。已知圆管的直径远小于轨道半径
且略大于小球直径,
和竖直方向之间的夹角
,
点与
点的竖直高度差
,弹簧始终在弹性限度内,
。求:
(1)小球在点抛出的水平初速度
(2)小球运动到最低点时,小球对轨道的压力
的大小(结果保留一位有效数字)
(3)弹簧压缩过程中,弹簧具有的最大弹性势能
(4)若只将弹簧右侧栓接的挡板改为栓接一个质量为的光滑小球,水平轨道足够长,其它条件保持不变,则三个小球在整个运动和相互作用过程中小球
第二次达到最大速度时,小球M的速度是多少?
在验证动量守恒定律的实验里,两半径相同的小球质量之比∶
=8∶3,实验记录纸上,各点(O、M、P、N)位置如图31所示,其中O点为斜槽末端所系重锤线指的位置,那么,
、
两球中,__ __球是入射球,碰撞结束时刻,两球的动量之比
∶
=__________。
气垫导轨是常用的一种实验仪器。它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫,使滑块悬浮在导轨上,滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦。我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨以及滑块A和B来验证动量守恒定律,实验装置如图32所示(弹簧的长度忽略不计),采用的实验步骤如下:
a.用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB。
b.调整气垫导轨,使导轨处于水平。
c.在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧,用电动卡销锁定,静止放置在气垫导轨上。
d.用刻度尺测出A的左端至C板的距离L1。
e.按下电钮放开卡销,同时使记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作。当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时停止计时,记下A、B分别到达C、D的运动时间t1和t2。
(1)实验中还应测量的物理量是_____________________。
(2)利用上述测量的实验数据,验证动量守恒定律的表达式是____________________,上式中算得的A、B两滑块的动量大小并不完全相等,产生误差的原因是___________。
在实验室里为了验证动量守恒定律,一般采用如图30甲、乙两种装置:
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(1)若入射小球质量为m,半径为r1;被碰小球质量为m2,半径为r2,则 ( )
A.m1>m2 r1>r2 B.m1>m2 r1<r2 C.m1>m2 r1=r2 D.m1<m2 r1=r2
(2)若采用乙装置进行实验,以下所提供的测量工具中必需的是——·
A.直尺 B.游标卡尺 c.天平 D.弹簧秤 E.秒表
(3)设入射小球的质量为m1,被碰小球的质量为m2,则在用甲装置实验时(P为碰前入射小球
落点的平均位置),所得“验证动量守恒定律”的结论为(用装置图中的字母表示)———·
(4)在实验装置乙中,若斜槽轨道是光滑的,则可以利用一个小球验证小球在斜槽上下滑过
程中的机械能守恒.这时需要测是的物理量有:小球释放初位置到斜槽末端的高度差h1,
小球从斜槽末端做平抛运动的水平位移s、竖直高度h2,则所需验证的关系式为:——·
如图5所示气垫是常用的一种实验仪器,它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫,使滑块悬浮在轨道上,滑块在轨道上的运动可视为没有摩擦。我们可以用带竖直挡板C和D的气垫轨道以及滑块A和B来验证动量守恒定律,实验装置如图所示(弹簧的长度忽略不计),采用的实验步骤如下:
a.调整气垫轨道,使导轨处于水平;
b.在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧,用电动卡销锁定,静止放置在气垫导轨上;
c.按下电钮放开卡销,同时使分别记录滑块A、B运动时间的计数器开始工作,当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时停止计时,记下滑块A、B分别到达挡板C、D的运动时间和
;
d.用刻度尺测出滑块A的左端至C挡板的距离、滑块B的右端到D挡板的距离
。
(1)试验中还应测量的物理量是 ;
(2)利用上述过程测量的实验数据,验证动量守恒定律的表达式是 ;
(3)利用上述实验数据导出的被压缩弹簧的弹性势能的表达式是 .
实验室中利用图示装置可以测定重力加速度g,其中小车的质量M约350g,此外还可以提供的器材有
A.打点计时器(包括纸带、复写纸) | B.秒表 | C.低压电源 | D.刻度尺(E)托盘天平(全称量为200g). |
为了测量简单,可以平衡摩擦力,但砂和小桶的总质量m不满足的条件.
请从上述器材中选出必须的器材,设计一个测定重力加速度的方法.
(1)选择必要的器材是________.
(2)说明实验中平衡摩擦力的简单方法:________
(3)说明实验中需要测量的物理量,并推导计算重力加速度的公式.