实验题增分练(六) (满分15分 10分钟) 1．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)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_____． A．小球1和小球2的质量m1、m2 B．B点离地面的高度h C．A、B两点间的高度差Δh D．小球1和小球2的半径r (2)当所测物理量满足表达式_____(用所测物理量的字母表示)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2所示的圆弧为圆心在斜槽末端的圆．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，得到两球落在圆弧上的平均位置为M′、P′、N′.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α1、α2、α3，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)． 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OP、OM、ON外，还需要测量出两个小球的质量，选项A正确． (2)若碰撞前小球1的动量等于碰撞后小球1和小球2的动量之和，即m1v0＝m1v1＋m2v2，就能说明两球碰撞遵守动量守恒定律，由于OP＝v0t，OM＝v1t，ON＝v2t，所以当所测物理量满足表达式m1·OP＝m1·OM＋m2·ON即可． (3)测得斜槽末端与M′的连线与竖直方向的夹角为α1，由平抛运动规律，x1＝v1t1，y1＝gt，设斜槽末端与M′的连线长度为L(即圆弧半径为L)，sin α1＝，cos α1＝，联立解得v1＝；测得斜槽末端与P′的连线与竖直方向的夹角为α2，同理可得v0＝；测得斜槽末端与N′的连线与竖直方向的夹角为α3，同理可得v2＝；代入m1v0＝m1v1＋m2v2，化简得：m1＝m1＋m2. 答案：(1)A (2)m1·OP＝m1·OM＋m2·ON (3)m1＝m1＋m2 2．目前汽车上都有车载电瓶作为备用电源，用久以后性能会下降，表现之一为电瓶的电动势变小，内阻变大．某兴趣小组将一旧的车载电瓶充电，准备利用下列器材测量电瓶的电动势和内阻． A．待测电瓶，电动势约3 V，内阻约几百欧 B．直流电压表V1、V2，量程均为3 V，内阻约3 kΩ C．定值电阻R0，阻值未知 D．滑动变阻器R，最大阻值为Rm E．导线与开关 (1)根据如图甲所示的实物连线，在图乙方框中画出相应的电路图． (2)实验前，需要利用该电路图测出定值电阻R0的阻值，方法是先把滑动变阻器R调到最大阻值Rm，再闭合开关，电压表V1和V2的读数分别为U10、U20，则R0＝_____(用U10、U20、Rm表示)． (3)实验中移动滑动变阻器触头，读出电压表V1和V2的多组数据U1、U2，绘出U1-U2图象如图丙所示，直线的斜率为k，在横轴上的截距为a，则电瓶的电动势E＝_____，内阻r＝_____．(用k、a、R0表示) 解析：(1)滑动变阻器和定值电阻串联，电压表V1测滑动变阻器电压，电压表V2测路端电压，电路图如图所示． (2)串联电路电流处处相等，滑动变阻器调到最大值为Rm，则有：＝， 可得R0＝. (3)滑动变阻器R的电压为U1，路端电压为U2，则定值电阻电压为U2－U1，电流I＝，由闭合电路欧姆定律得：U2＝E－Ir； 可得：U1＝U2－E； 结合图象得：1＋＝k，E＝a； 解得：r＝，E＝. 答案：(1 ... ...
~~ 您好，已阅读到文档的结尾了 ~~
