1.
(2020高三上·湖北期中)
如圖1所示,用“碰撞實驗器材”可以驗證動量守恒定律,即研究兩個小球在軌道末端碰撞前后的動量關(guān)系:先安裝好實驗裝置,在地上鋪一張白紙,白紙上鋪放復寫紙,記下重垂線所指的位置O.
接下來的實驗步驟如下:
步驟1:不放小球2,讓小球1從斜槽上A點由靜止?jié)L下,并落在地面上.重復多次,用盡可能小的圓,把小球的所有落點圈在里面,其圓心就是小球落點的平均位置;
步驟2:把小球2放在斜槽前端邊緣位置B,讓小球1從A點由靜止?jié)L下,使它們碰撞.重復多次,并使用與步驟1同樣的方法分別標出碰撞后兩小球落點的平均位置;
步驟3:用刻度尺分別測量三個落地點的平均位置M、P、N離O點的距離,即線段OM、OP、ON的長度.
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(1)
上述實驗除需測量線段OM、OP、ON的長度外,還需要測量的物理量有.(寫出物理量及相應(yīng)符號)
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(2)
實驗中造成誤差的可能情況有______.
A . 用直尺測量的線段OM、OP、ON長度值
B . 軌道不光滑
C . 軌道末端不水平
D . 軌道末端到地面的高度未測量
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(3)
若測得各落點痕跡到O點的距離:OM=2.68cm,OP=8.62cm,ON=11.50cm,并知小球1、2的質(zhì)量比為2︰1,則系統(tǒng)碰撞前總動量P與碰撞后總動量P的百分誤差
%(結(jié)果保留一位有效數(shù)字).
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(4)
完成上述實驗后,實驗小組成員小紅對上述裝置進行了改造,小紅改造后的裝置如圖2所示.使小球1仍從斜槽上A點由靜止?jié)L下,重復實驗步驟1和2的操作,得到兩球落在以斜槽末端為圓心的
圓弧上,平均落點M′、P′、N′.測量軌道末端到M′、P′、N′三點的連線與水平方向的夾角分別為
,則驗證兩球碰撞過程中動量守恒的表達式為
(用所測物理量的符號表示).
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