2016届高考物理第一轮知识复习检测训练22.doc

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　现利用图(a)所示的装置验证动量守恒定律。在图(a)中,气垫导轨上有A、B两个滑块,滑块A右侧带有一弹簧片,左侧与打点计时器(图中未画出)的纸带相连;滑块B左侧也带有一弹簧片,上面固定一遮光片,光电计时器(未完全画出)可以记录遮光片通过光电门的时间。

图(a)
实验测得滑块A的质量m1=0.310 kg,滑块B的质量m2=0.108 kg,遮光片的宽度d=1.00 cm;打点计时器所用交流电的频率f=50.0 Hz。
将光电门固定在滑块B的右侧,启动打点计时器,给滑块A一向右的初速度,使它与B相碰。碰后光电计时器显示的时间为ΔtB=3.500 ms,碰撞前后打出的纸带如图(b)所示。

图(b)
若实验允许的相对误差绝对值(×100%)最大为5%,本实验是否在误差范围内验证了动量守恒定律?写出运算过程。

答案　见解析
解析　按定义,滑块运动的瞬时速度大小v为
v=①
式中Δs为滑块在很短时间Δt内走过的路程。
设纸带上打出相邻两点的时间间隔为ΔtA,则
ΔtA==0.02 s②
ΔtA可视为很短。
设A在碰撞前、后瞬时速度大小分别为v0、v1。将②式和图给实验数据代入①式得
v0=2.00 m/s③
v1=0.970 m/s④
设B在碰撞后的速度大小为v2,由①式有
v2=⑤
代入题给实验数据得
v2=2.86 m/s⑥
设两滑块在碰撞前、后的总动量分别为p和p',则
p=m1v0⑦
p'=m1v1+m2v2⑧
两滑块在碰撞前后总动量相对误差的绝对值为
δp=×100%⑨
联立③④⑥⑦⑧⑨式并代入有关数据,得
δp=1.7%<5%⑩
因此,本实验在允许的误差范围内验证了动量守恒定律。
薄雾浓云愁永昼， 瑞脑消金兽。 佳节又重阳， 玉枕纱厨， 半夜凉初透。
东篱把酒黄昏后， 有暗香盈袖。 莫道不消魂， 帘卷西风， 人比黄花瘦。

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