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用如图所示实验装置验证m1m2

 发布时间：2021-02-03 13:38:13

『壹』 用如图1所示装置验证碰撞中的动量守恒，A、B两球直径相同，质量分别用m1、m2表示．则在实验操作中：（1）

（1）为防止两球碰撞后，入射球反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量，即：入射小球内A与被碰小容球B的质量大小应满足m1大于m2．
（2）为了保证小球做平抛运动，须调整斜槽槽口末端切线水平．
（3）要保证碰撞前的速度相同，所以入射球每次都要从同一高度由静止滚下．
（4）两球离开轨道后做平抛运动，它们抛出点的高度相等，在空中的运动时间t相等，
如果碰撞过程动量守恒，则m1v1=m1v1′+m2v2′，两边同时乘以t得：m1v1t=m1v1′t+m2v2′t，
m1OP=m1OM+m2O′N，m1OP=m1OM+m2（ON-2r），实验需要测出小球质量、小球的水平位移、小球的半径，
测质量需要天平，测水平位移需要刻度尺，测小球直接需要游标卡尺，故选：ABD．
（5）由图2所示可知，小球B碰后速度的水平位移为：O′N=ON-2r=41.1cm-1.1cm=40.0cm．
（6）如果两球碰撞过程动量守恒，则：m1OP=m1OM+m2（ON-2r），代入数据求得：m1：m2=4：1；
故答案为：（1）大于；（2）切线水平；（3）同一位置由静止；（4）BCD；（5）40.0；（6）4：1．

『贰』 用如图1实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒．m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的

（1）利用匀变速直线运动的推论
v5＝

x46
t46
＝
0.2160+0.2640
0.2
m/s＝2.4m/s．
系统动能的增量△EK=Ek5-0=
1
2
(m1+m2)v52=0.58J．
系统重力势能减内小量△Ep=（m2-m1）容gh=0.1×10×0.6000m J=0.60J．
（2）根据系统机械能守恒定律得，(m2?m1)gh＝
1
2
(m1+m2)v2，解得
v2
2
＝
m2?m1
m1+m2
gh知图线的斜率k=
m2?m1
m1+m2
g=
5.8
12
．解得g=9.7m/s2．
故答案为：（1）0.58，0.60；（2 ）9.7．

『叁』 （1）用如图1实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒．m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系

（1）①根据在匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度，可知打第5个点时的速度为：
v5=

x46
t46
=2.4m/s
②物体的初速度为零，所以动能的增加量为
△EK=Ek5-0=
1
2
（m1+m2）v52=0.58 J．
重力势能的减小量等于物体重力做功，故：△EP=W=mgh=0.60J；
由此可知动能的增加量和势能的减小量基本相等，因此在在误差允许的范围内，m1、m2组成的系统机械能守恒．
故答案为：0.58，0.60，在误差允许的范围内，m1、m2组成的系统机械能守恒．
③由于△EK=Ek5-0=
1
2
（m1+m2）v52=△Ep=（m2-m1）gh
由于（m1+m2）=2（m2-m1）
所以得到：
1
2
v2=
g
2
h
所以
1
2
v2?h图象的斜率k=
g
2

g=9.7m/s2．
（2）①理想电流表和定值电阻构成一电压表，可测量外电压．所以U=I1R0．
②在硅光电池的U-I图象，当I=0，U=E，图线斜率的绝对值表示内阻．所以E=2.90V，在流过电流表A2的电流小于200mA的情况下，此电池的内阻r=4.00Ω．
③作出6Ω定值电阻的U-I图线，是一条过原点的直线，该直线与图乙中电源的外电压和电流图线有交点，交点对应的电压、电流表示硅光电池两端接上阻值为6Ω的电阻时的电压和电流．所以r=
E?U
I
=5.60．
故答案为：（1）①2.4②0.58；0.60；在误差允许的范围内，m1、m2组成的系统机械能守恒；③9.7
（2）I1R0；（2）2.90；4.00（3）5.60

『肆』 用如图所示的实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒．m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系

（1）由于每相邻两个计抄数点间还有4个点没有画出，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s，
根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出点5的瞬时速度：v5=
0.2160+0.2640
2×0.1
m/s=2.4m/s．
（2）在0～5过程中系统动能的增量△EK=
1
2
（m1+m2）v52=
1
2
×0.2×2.42J≈0.58J．
系统重力势能的减小量为（m2-m1）gx=0.1×9.8×（0.384+0.216）J≈0.60J．
故答案为：（1）2.4；（2）0.58；0.60．
0

『伍』 用如图a所示的实验装置验证物块m1、m2组成的系统机械能守恒．m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打

（1）根据瞬时速度等于平均速度，则有：v2=

x13
2T
=
0.216+0.264
0.2
m/s=2.4m/s．
在0～2过程中系统动能的增量△EK=
1
2
（内m1+m2）v22=
1
2
×0.2×2.42J≈0.58J．
系统重力势容能的减小量为（m2-m1）gx=0.1×9.8×（0.384+0.216）J≈0.60J．
（2）计数点2时m2物块所在位置为零势面，计数点3时m2的重力势能为：EP=-m2gh=-0.15×0.264×10=-0.40J；
（3）根据系统机械能守恒有：（m2-m1）gh=
1
2
（m1+m2）v2
则
1
2
v2=
m2?m1
m1+m2
gh
知图线的斜率k=
m2?m1
m2+m1
g=
5.82
1.20

解得g=9.7m/s2．
故答案为：（1）0.58，0.60；（2）-0.40J；（3）9.7．

『陆』 用如图1实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒．物体m1用一轻绳绕过定滑轮与m2相连．现将m2从高处由静

（1）根据在匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度，可知打版第5个点时权的速度为：
v5=

(21.60+26.40)×0.01
2×0.1
=2.4m/s
（2）物体的初速度为零，所以动能的增加量为：△Ek=
1
2
m
v
2

『柒』 用如图甲实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒．m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的

（1）打点计时器使用交流电源，实验时，先接通电源，再释放纸带．故B、C错误．
故选BC．
（2）v5＝

x46
2T
＝
(21.60+26.40)×10?2
2×0.1
m/s=2.4m/s，
则系统动能的增量△Ek＝
1
2
(m1+m2)v52＝
1
2
×0.2×2．42J=0.576J≈0.58J．
得出的结论：在误差允许的范围内，m1、m2组成的系统机械能守恒．
（3）根据(m1?m2)gh＝
1
2
(m1+m2)v2，解得g＝
m1+m2
2h(m2?m1)
v2．
故答案为：（1）BC（2）0.58在误差允许的范围内，m1、m2组成的系统机械能守恒（3）g=
m1+m2
2h(m2?m1)
v2

『捌』 用如图1所示的实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒．m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一

（1）利用匀变速直线运动的推论有：
v5=

x46
t46
=
0.216+0.264
2×0.1
=2.4m/s；
（2）系统动能的增量为：△EK=Ek5-0=
1
2
（m1+m2）v52=
1
2
×(0.05+0.15)×2．42=0.58 J．
系统重力势能减内小量为：△Ep=（m2-m1）gh=0.1×9.8×0.6000m J=0.59 J
在误差允许的范围内，m1、m2组成的系统机械能守恒
（3）由于△EK=Ek5-0=
1
2
（m1+m2）v52=△Ep=（m2-m1）gh
由于（m1+m2）=2（m2-m1）
所以得到：
1
2
v2=
g
2
h
所以
1
2
v2-h图象的斜率k=
g
2
=9.7m/s2．
故答案为：（1）2.4；（容2）0.58、0.59；（3）9.7．

『玖』 用如图1实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒，m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的

（1）由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s，
根据某回段时间答内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出点5的瞬时速度：
v5=

x46
2T
＝
(21.60+26.40)×10?2m
2×0.1s
＝2.4m/s．
（2）在0～5过程中系统动能的增量：
△EK=
1
2
（m1+m2）v52=
1
2
×0.2×2.42J≈0.58J．
系统重力势能的减小量为：
△Ep=（m2-m1）gx=0.1×9.8×（0.384+0.216）J≈0.59J，由此可知在误差允许范围内，m1、m2组成系统机械能守恒．
故答案为：（1）2.4；（2）0.58；0.59，在误差允许范围内，m1、m2组成系统机械能守恒．

『拾』 用如图实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒．m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点

①若图中用的是电火花打点计时器，则应使用220V交流电源和墨粉纸，即：专D．
故答案为：D．
②根据在匀变速属直线运动中时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度，可知打5点时的速度为：v5=

X46
2T
=
(21.60+26.40)×10-2m
2×0.1s
=2.4m/s
物体的初速度为零，所以动能的增加量为：△Ek=
1
2
mv52=
1
2
×（0.05+0.15）×2.42=0.58J；
重力势能的减小量等于物体重力做功，故：△EP=W=m2gh-m1gh=0.60J；
由此可知动能的增加量和势能的减小量基本相等，因此在在误差允许的范围内，m1、m2组成的系统机械能守恒．
故答案为：0.58，0.60，在误差允许的范围内，m1、m2组成的系统机械能守恒．
③本题中根据机械能守恒可知，m2gh-m1gh=
1
2
（m1+m2）v2，即有：
1
2
v2=
m2-m1
m2+m1
gh=
1
2
gh，所以
1
2
v2-h图象中图象的斜率表示重力加速度的一半，由图可知，斜率k=4.85，故当地的实际重力加速度为：g=2k=9.7m/s2．
故答案为：9.7．

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