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1、专练专练 6 实验题 实验题(二二) (时间：时间：10 分钟分钟) 22(2018辽宁五校联考辽宁五校联考)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 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 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. 实验步骤如下实验步骤如下 步骤步骤 1：不放小球：不放小球 2，让小球，让小球 1 从斜槽上从斜槽上 A 点由静止滚
2、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； 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； 步骤步骤 2： 把小球： 把小球 2 放在斜槽前端边缘位置放在斜槽前端边缘位置 B，让小球，让小球 1 从从 A 点由 静止滚下，使它们碰撞重复多次，并使用与步骤 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； 同样的方法分别 标出碰撞后两小球落点的平均位置； 步骤步骤 3： 用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置
3、： 用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置 M、 P、 N 离离 O 点的距离，即线段点的距离，即线段 OM、OP、ON 的长度的长度 (1)上述实验除需测量线段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 的长度外，还需要测量 的物理量有_ A小球小球 1 和小球和小球 2 的质量的质量 m1、m2 BB 点离地面的高度点离地面的高度 h CA、B 两点间的高度差两点间的高度差 h D小球小球 1 和小球和小球 2 的半径的半径 r (2)当所测物理量满足表达式当所测物理量满足表达式_(用所测物理量的 字母表示 用所测物理量的 字母表示)时，即说明两球碰撞遵守动量守
4、恒定律时，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 圆使小球所示的圆弧为圆心在斜槽末端的 圆使小球 1 仍从斜槽上仍从斜槽上 A 点由静点由静 1 4 止滚下， 重复实验步骤止滚下， 重复实验步骤 1 和和 2 的操作， 得到两球落在圆弧上的平均位 置为 的操作， 得到两球落在圆弧上的平均位 置为 M、P、N.测得斜槽末端与测得斜槽末端与 M、P、N三点的连线 与竖直方向的夹角分别为 三点的连线 与竖直方向的夹角分别为 1、2、3，则验证两球碰撞过程中
5、动量守 恒的表达式为 ，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用所测物理量的字母表示) 解析解析 (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， 将速度的测量转化为水平位移的测量， 测量出 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，选项外，还需要测量出两个小球的质量，选项 A 正确正确(2)若碰撞前 小球 若碰撞前 小球 1 的动量等于碰撞后小球的动量等于碰撞后小球 1 和小球和小球 2 的动量之和， 即的动量之和， 即 m1v0
6、m1v1 m2v2， 就能说明两球碰撞遵守动量守恒定律， 由于， 就能说明两球碰撞遵守动量守恒定律， 由于 OPv0t， OM v1t， ONv2t， 所以当所测物理量满足表达式， 所以当所测物理量满足表达式m1OPm1OMm2ON 即可即可(3)测得斜槽末端与测得斜槽末端与 M的连线与竖直方向的夹角为的连线与竖直方向的夹角为 1，由平 抛运动规律， ，由平 抛运动规律，x1v1t1，y1 gt ，设斜槽末端与，设斜槽末端与 M的连线长度为的连线长度为 1 2 2 1 L(即圆弧半径为即圆弧半径为 L)，sin1，cos1 ，联立解得 ，联立解得 v1； x1 L y1 L Lsin1 2Lc
7、os1 g 测得斜槽末端与测得斜槽末端与 P的连线与竖直方向的夹角为的连线与竖直方向的夹角为 2，同理可得，同理可得 v0 ； 测得斜槽末端与 ； 测得斜槽末端与 N的连线与竖直方向的夹角为的连线与竖直方向的夹角为 3，同理，同理 Lsin2 2Lcos2 g 可得可得 v2；代入；代入 m1v0m1v1m2v2，化简得：，化简得：m1m1 Lsin3 2Lcos3 g sin2 cos2 m2 sin1 cos1 sin3 cos3 答案答案 (1)A (2)m1OPm1OMm2ON (3)m1m1m2 sin2 cos2 sin1 cos1 sin3 cos3 23(2018湖南湘东五校联
8、考湖南湘东五校联考)为了精确测量一电阻的阻值为了精确测量一电阻的阻值 Rx， 现有以下器材：蓄电池 ， 现有以下器材：蓄电池 E，电流表，电流表 A，电压表，电压表 V，滑动变阻器，滑动变阻器 R，电 阻箱 ，电 阻箱 RP，开关，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： ，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闭合闭合 S1，断开，断开 S2，调节，调节 R 和和 RP，使电流表和电压表的示数 适当，记下两表示数分别为 ，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保持保持 S1闭合、闭合、RP阻值不变，闭
9、合阻值不变，闭合 S2，记下电流表和电压表 示数分别为 ，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写出被测电阻的表达式 Rx_(用两电表的示数表示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 的测量 值_真实值真实值(选填“大于” 、“小于”或“等于”选填“大于” 、“小于”或“等于”) 解析解析 (2)由题意易知由题意易知RP， 又， 又RP、 Rx并联的阻值为并联的阻值为R并 并 ， U1 I1 U2 I2 又，联立解得又，联立解得 Rx.(3)若考虑电流表和电压表若考虑电流表和电压表 1 RP 1 Rx 1 R并 并 U1U2 U1I2U2I1 不是理想电表， 则在分析时应考虑电压表的内阻， 则在不是理想电表， 则在分析时应考虑电压表的内阻， 则在(2)的分析中的分析中U 1 I1 表示的就是表示的就是 RP、RV的并联电阻，结合后面的分析，可知此时的并联电阻，结合后面的分析，可知此时 Rx的测 量值仍等于真实值 的测 量值仍等于真实值 答案答案 (1)如图所示如图所示 (2) (3)等于等于 U1U2 U1I2U2I1