用半径相同的小球1和小球2的碰撞验证动量守恒定律,实验装置如图甲所示,斜槽与水平槽圆滑连接。安装好实验装置,在地上铺一张白纸,白纸上铺放复写纸,记下重锤线所指的位置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)实验中,直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的。但是,可以通过测量 (填选项前的符号),间接地解决这个问题。
A.小球开始释放高度
B.小球抛出点距地面的高度
C.小球做平抛运动的射程
(2)本实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外,还需要测量的物理量有 。
A.A、B两点间的高度差h1
B.B点离地面的高度h2
C.小球1和小球2的质量m1、m2
D.小球1和小球2的半径r
(3)经测定,g,
g,小球落地点的平均位置距
点的距离如图乙所示。有同学认为,在上述实验中仅更换两个小球的材质,其它条件不变,可以使被碰小球做平抛运动的射程增大。请你用已知的数据,分析和计算出被碰小球
平抛运动射程
的最大值为
。
(4)完成上述实验后,某实验小组对上述装置进行了改造,如图所示。在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面,斜面的顶点与水平槽等高且无缝连接。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,得到两球落在斜面上的平均落点M′、P′、N′。用刻度尺测量斜面顶点到M′、P′、N′三点的距离分别为l1、l2、l3。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)。
(9分)现有一刻度盘总共有N小格、且刻度均匀,量程未准确确定的电压表V1,已知其量程在13—16V之间,内阻。为测定其准确量程U1,实验室提供了如下表所列的器材,要求方法简洁,尽可能减少误差,并能测出多组数据。
器材(代号) |
规格 |
标准电压表V2 |
量程3V,内阻r2=30kΩ |
电流表A |
量程3A,内阻r3=0.01Ω |
滑动变阻器R |
总阻值1kΩ |
稳压电源E |
20V,内阻很小 |
开关S、导线若干 |
(1)某同学设计了如图所示的甲、乙、丙三种电路图
你认为选择_______电路图测量效果最好。(填“甲”、“乙”、“丙”)
(2)根据测量效果最好的那个电路图,将下列有关器材连接成测量电路。
(3)若选择测量数据中的一组来计算V1的量程U1,则所用的表达式U1=___,式中各符号表示的物理量是:____。
(6分)(1)某同学用自己发明的新式游标卡尺测量小钢球的直径,新式卡尺将主尺上39mm在游标尺上均分成20等份。如图所示,则小钢球的直径为d=_____________cm。
(2)该同学又用螺旋测微器测量某电阻丝的直径,示数如图,则该金属丝的直径为mm。
(1)某研究性学习小组在做“验证机械能守恒定律”的实验中,已知打点计时器所用电源的频率为50Hz。查得当地的重力加速度g=9.80m/s2。测得所用重物的质量为1.00kg。实验中得到一条点迹清晰的纸带,把第一个点记作O,每两个计数点之间有四点未画出,另选连续的3个计数点A、B、C作为测量的点,如图所示。经测量知道A、B、C各点到O点的距离分别为50.50cm、86.00cm、130.50cm。
根据以上数据,计算出打B点时重物的瞬时速度VB=①m/s;重物由O点运动到B点,重力势能减少了②J,动能增加了③J。根据所测量的数据,还可以求出物体在下落的过程中所受到的阻力为④N。(以上计算结果均保留2位有效数字)
(2)某研究性学习小组利用图甲所示电路测量某电池的电动势E和内电阻r.由于该电池的内电阻r较小,因此在电路中接入了一阻值为2.00Ω的定值电阻R0.闭合开关K,调整电阻箱的阻值R,读出电压表相应的示数U,得到了如下数据(R和U分别表示电阻箱读数和电压表读数):
R/Ω |
40.00 |
20.00 |
12.00 |
8.00 |
6.00 |
5.00 |
U/V |
1.89 |
1.78 |
1.66 |
1.57 |
1.43 |
1.35 |
为了比较准确地得出实验结论,该小组的同学准备用图象来处理实验数据,图象的纵坐标表示电压表读数U,则图象的横坐标表示的物理量应该是①____________ .②在图乙中根据给定的坐标点作图,利用做得的图象得到 E =③_______V,r =④______Ω.电动势的测量值⑤真实值(填大于、等于、小于)。(小数点后面保留2位数字)
为了验证碰撞中的动量守恒和检验两个小球的碰撞是否为弹性碰撞,某同学选取了两个体积相同、质量不相等的小球,按下述步骤做了如下实验:
①用天平测出两个小球的质量(分别为m1和m2。且m1>m2);
②按照如图所示的那样,安装好实验装置,将斜槽AB固定在桌边,使槽的末端点的切线水平。将一斜面BC连接在斜槽末端;
③先不放小球m2,让小球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚下,记下小球在斜面上的落点位置;
④将小球m2放在斜槽前端边缘上,让小球m1从斜槽顶端A处仍由静止滚下,使它们发生碰撞,记下小球m1和小球m2在斜面上的落点位置;
⑤用毫米刻度尺量出各个落点位置,到斜槽末端点B的距离。图中D、E、F点是该同学记下的小球在斜面上的几个落点位置,到B点的距离分别为LD、LE、LF。
根据该同学的实验,请你回答下列问题:
(1)小球m1与m2发生碰撞后,m1的落点是图中的____点,m2的落点是图中的____点。
(2)用测得的物理量来表示,只要满足关系式________________ ______,则说明碰撞中动量是守恒的。
(3)用测得的物理量来表示,只要再满足关系式______________ _,则说明两小球的碰撞是弹性碰撞。
在“用双缝干涉测光的波长”实验中,将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上(如图甲所示),并选用缝间距d=0.20 mm的双缝屏。从仪器注明的规格可知,像屏与双缝屏间的距离L=700 mm。然后,接通电源使光源正常工作。
(1)已知测量头主尺的最小刻度是毫米,副尺上有50分度。某同学调整手轮后,从测量头的目镜看去,第1次映入眼帘的干涉条纹如图(乙(a)所示,图(乙(a)中的数字是该同学给各暗纹的编号,乙图a十字叉丝的竖线位于1、2之间,此时图(乙(b)中游标尺上的读数x1=1.16 mm;接着再转动手轮,映入眼帘的干涉条纹如图(丙(a)所示,此时图(丙(b)中游标尺上的读数x2=________ mm;
(2)利用上述测量结果,经计算可得两个相邻明纹(或暗纹)间的距离Δx= ________mm,这种色光的波长λ=________nm。