2019年
钩码的个数，这样就相当于记录下了每根细绳所受到的拉力大小。 ②弹簧测力计的读数F′＝5.0 N。 (2)所作的图示如图所示。
(3)测量存在误差、作图没有画准、弹簧测力计自身重力的影响、滑轮与绳之间的摩擦力等。
(4)由于CO是在竖直方向，适当调整A、B滑轮的位置，使橡皮筋与两细绳之间的结点稳定于O点处，目的是为了使F1和F2的合力沿竖直方向。
答案 (1)①两条细绳上的钩码的个数 ②5.0 (2)见解析 (3)见解析 (4)使F1和F2的合力沿竖直方向
3.气垫导轨工作时，可忽略滑块与导轨表面间的阻力影响。现借助气垫导轨验证动量守恒定律，如图15甲所示，在水
平气垫导轨上放置质量均为m的A、B(图中未标出)两滑块，左侧滑块的左端、右侧滑块的右端分别与一条穿过打点计时器的纸带(图中未画出)相连，打点计时器电源的频率为f。气垫导轨正常工作后，接通两个打点计时器的电源，待打点稳定后让两滑块以大小不同的速度相向运动，两滑块相碰后粘在一起继续运动。如图乙、图丙所示为某次实验打出的、分别与两个滑块相连的两条纸带，纸带上相邻两计数点间有4个点未画出，用刻度尺分别测出s1、s2和s3。
图15
(1)若碰前滑块A的速度大于滑块B的速度，则滑块________(填“A或B”)与图乙所示纸带的________(填“左”或“右”)端相连；
(2)碰撞前A、B两滑块的动量大小分别为________、________，验证动量守恒定律的表达式为________(用题目所给的已知量表示)。
解析 (1)因碰前A的速度大于B的速度，且A、B的速度方向相反，碰后速度相同，
2019年
根据动量守恒定律可知，滑块A应与图乙所示纸带的左侧相连。
(2)碰撞前两滑块的速度大小分别为v1＝＝＝0.2s1f；v2＝＝＝0.2s3f。碰撞后两滑块的共同速度大小v＝＝＝0.2s2f。所以碰前两滑块动量大小分别为p1＝mv1＝0.2mfs1，p2＝mv2＝0.2mfs3，总动量为p＝p1－p2＝0.2mf(s1－s3)，碰后总动量为p′＝2mv＝0.4mfs2。则验证动量守恒定律的表达式为0.2mf(s1－s3)＝0.4mfs2，即s1－s3＝2s2。
答案 (1)A 左 (2)0.2mfs1 0.2mfs3 s1－s3＝2s2
力学创新实验
1.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(碰撞过程中没有机械能损失)，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：
图16
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16所示，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放在斜槽末端点B处，让小球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚下，使它们发生碰撞，分别记下小球m1和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点是该同学记下小球在斜面上的落点位置，到B点的距离分别为LD、LE、LF。
根据该同学的实验，回答下列问题：
2019年
(1)小球m1和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。
解析 (1)不放小球m2，小球m1在斜面上的落点为E点，放上小球m2，小球m1和m2发生碰撞后，m1的落点为D点，m2的落点为F点。
(2)由平抛运动的知识可知，设斜面BC的倾角为θ，小球从斜面顶端平抛落到斜面上，两者距离为L，则Lcos θ＝vt，Lsin θ＝gt2，可得v＝Lcos θ＝cos θ。由于θ、g都是恒量，所以v∝，v2∝L，所以动量守恒的表达式为m1＝m1＋m2。 (3)由能量守恒定律可得m1LE＝m1LD＋m2LF，即满足此关系式则说明两小球碰撞为弹性碰撞。 答案 (1)D F (2)m1＝m1＋m2
LF
(3)m1LE＝m1LD＋m2LF
2.如图17所示是某研究性学习小组设计的“探究做功与速度的关系”的实验装置。他们将光电门固定在直轨道上的O点，将拉力传感器固定在质量为M的小车上，用不可伸长的细线通过一个定滑轮将小车与钩码相连，用拉力传感器记录小车所受拉力F的大小，通过光电门记录遮光条通过光电门的时间t，结合遮光条的宽度d计算出小车通过光电门时的速度，该小组提出如下两种操作方案：
图17
(1)方案一：用同一钩码通过细线拉同一小车，每次小车从不同位置由静止释放，各
2019年
位置A、B、C、D、E、F、G(图中只标出了G)与O点间的距离s分别为s1、s2、s3、s4、s5、s6、s7。则该实验方案________(填“需要”或“不需要”)测量钩码的重力；________(填“需要”或“不需要”)平衡摩擦力；利用图象法处理实验数据，若以s为横轴，以________(填“t”、“t2”、“”或“”)为纵轴作出的图象是一条过原点的直线，则可得出做功与速度的关系。
(2)方案二：用不同的钩码通过细线拉同一小车，每次小车都从同一位置(与O点之间距离为s0)由静止释放。用该实验方案________(填“需要”或“不需要”)测量钩码的重力；________(填“需要”或“不需要”)平衡摩擦力；只要已知量和测得量满足关系________________，即可得出做功与速度的关系。
(3)为了减小两种方案的实验误差，下列做法正确的是________。 A.增大遮光条的宽度使其宽度测量的相对误差尽量小 B.对同一遮光条，多测几次宽度以减小偶然误差 C.钩码质量应当远小于小车质量
D.调节定滑轮高度，使连接小车的细线与轨道严格平行
解析 (1)本实验探究做功与速度的关系，实际上是验证动能定理，由F合s＝Mv2＝M，在方案一中只需要以s为横轴，以为纵轴作出图象，若图象是一条过原点的直线，即可验证动能定理，不需要计算拉力大小，也不需要平衡摩擦力。(2)方案二中，给出了不同的合外力，因为拉力传感器可以直接测出细线的拉力，要把该力作为小车所受的合外力，就需要平衡摩擦力；要验证动能定理，需要满足关系Fs0＝M。(3)应减小遮光条的宽度使测得的速度尽量接近小车经过光电门时的瞬时速度，A错误；多次测量求平均值可以减小偶然误差，B正确；因为细线的拉力直接由传感器测得，所以不必使钩码质量远小于小车质量，C错误；调节滑轮高度，使连接小车的细线与轨道平行，这样可使拉力方向恒定，小车运行平稳，摩擦力稳定易平衡，D正确。
相关推荐：
loading