實(shí)驗(yàn)題專練(1)1.(2019山東濟(jì)南模擬)為了驗(yàn)證動量守恒定律(探究碰撞中的不變量),某同學(xué)選取了兩個材質(zhì)相同、體積不等的立方體滑塊A和B,按下述步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn):步驟1:在A、B的相撞面分別裝上橡皮泥,以便二者相撞以后能夠立刻結(jié)為整體;步驟2:安裝好實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲,鋁質(zhì)軌道槽的左端是傾斜槽,右端是長直水平槽。傾斜槽和水平槽由一小段圓弧連接,軌道槽被固定在水平桌面上,在軌道槽的側(cè)面與軌道等高且適當(dāng)遠(yuǎn)處裝一臺數(shù)碼頻閃照相機(jī);步驟3:讓滑塊B靜置于水平槽的某處,滑塊A從斜槽某處靜止釋放,同時開始頻閃拍攝,直到A、B停止運(yùn)動,得到一幅多次曝光的數(shù)碼照片;步驟4:多次重復(fù)步驟3,得到多幅照片,挑出其中最理想的一幅,打印出來,將刻度尺緊靠照片放置,如圖乙所示。甲乙(1)由圖分析可知,滑塊A與滑塊B碰撞發(fā)生的位置。 在P5、P6之間在P6處在P6、P7之間(2)為了探究碰撞中動量是否守恒,需要直接測量或讀取的物理量是。 A、B兩個滑塊的質(zhì)量m1和m2滑塊A釋放時距桌面的高度頻閃照相的周期照片尺寸和實(shí)際尺寸的比例照片上測得的s45、s56和s67、s78照片上測得的s34、s45、s56和s67、s78、s89滑塊與水平槽間的動摩擦因數(shù)寫出驗(yàn)證動量守恒的表達(dá)式。 答案(1)(2)m1(s45+2s56-s34)=(m1+m2)(2s67+s78-s89)解析(1)由圖可知s12=3.00 cm,s23=2.80 cm,s34=2.60 cm,s45=2.40 cm,s56=2.20 cm,s67=1.60 cm,s78=1.40 cm,s89=1.20 cm。根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的特點(diǎn)可知A、B相撞的位置在P6處。(2)為了探究A、B相撞前后動量是否守恒,就要得到碰撞前后的動量,所以要測量A、B兩個滑塊的質(zhì)量m1、m2和碰撞前后的速度。設(shè)照相機(jī)拍攝時間間隔為T,則P4處的速度為v4=s34+s452T,P5處的速度為v5=s45+s562T,因?yàn)関5=v4+v62,所以A、B碰撞前A在P6處的速度為v6=s45+2s56-s342T;同理可得碰撞后AB在P6處的速度為v6'=2s67+2s78-s892T。若動量守恒則有m1v6=(m1+m2)v6',整理得m1(s45+2s56-s34)=(m1+m2)(2s67+s78-s89)。因此需要測量或讀取的物理量是。2.(2019四川第二次“聯(lián)測促改”)某同學(xué)為研究橡皮筋伸長與所受拉力的關(guān)系,做了如下實(shí)驗(yàn):如圖所示,將白紙固定在制圖板上,橡皮筋一端固定在O點(diǎn),另一端A系一小段輕繩(帶繩結(jié));將制圖板豎直固定在鐵架臺上。將質(zhì)量為m=100 g的鉤碼掛在繩結(jié)上,靜止時描下橡皮筋下端點(diǎn)的位置A0;用水平力拉A點(diǎn),使A點(diǎn)在新的位置靜止,描下此時橡皮筋下端點(diǎn)的位置A1;逐步增大水平力,重復(fù)5次。取下制圖板,量出A1、A2、各點(diǎn)到O的距離l1、l2、量出各次橡皮筋與OA0之間的夾角1、2、在坐標(biāo)紙上作出1cos-l的圖像如圖。完成下列填空:(1)已知重力加速度為g,當(dāng)橡皮筋與OA0間的夾角為時,橡皮筋所受的拉力大小為(用g、m、表示)。 (2)取g=10 m/s2,由圖可得橡皮筋的勁度系數(shù)k=N/m,橡皮筋的原長l0=m。 答案(1)mgcos(2)1000.21解析(1)橡皮筋拉力沿豎直方向的分力大小等于鉤碼重力,F cos =mg,F=mgcos。(2)根據(jù)胡克定律,F=k(l-l0),F=mgcos,聯(lián)立解得1cos=kmgl-kl0mg,斜率為1.6-1(22.6-22.0)×10-2 m-1=kmg,解得k=100 N/m;由題圖可知,橡皮筋的原長l0=0.21 m。3