问题 问答题

(1)图1是一辆连有纸带的小车做匀变速直线运动时,打点计时器所打的纸带的一部分.打点频率为50Hz,图中A、B、C、D、E、F…是按时间顺序先后确定的计数点(每两个计数点间有四个实验点未画出).用刻度尺量出AB、DE之间的距离分别是2.40cm和0.84cm.

①那么小车的加速度大小是______m/s2,方向与小车运动的方向相______.

②若当时电网中交变电流的频率变为60Hz,但该同学并不知道,那么做实验的这个同学测得的物体加速度的测量值与实际值相比______(选填:“偏大”、“偏小”或“不变”).

(2)用如图2所示装置来验证动量守恒定律,质量为mB的钢球B放在小支柱N上,B球离地面高度为H;质量为mA的钢球A用细线拴好悬挂于O点,当细线被拉直时O点到球心的距离为L,且细线与竖直线之间夹角为α,球A由静止释放,摆到最低点时恰与球B发生正碰,碰撞后,A球运动到最高点时,细线与竖直线之间夹角为β,B球落到地面上,地面上铺有一张盖有复写纸的白纸D,用来记录球B的落点.

①用图中所示各个物理量的符号表示碰撞前后两球A、B的动量(设两球A、B碰前的动量分别为PA、PB,碰后动量分别为PA'、PB'),则PA=______;PA'=______;PB=______;PB'=______.

②请你提供一条提高实验精度的建议:______.

答案

(1)每两个计数点间有四个实验点未画出,所以相邻的计数点之间的时间间隔为0.1s

根据运动学公式得:△x=at2

a=

xAB-xDE
3t2
=0.52m/s2

由于从A到F相邻的计数点位移逐渐减小,所以纸带做减速运动,加速度方向与小车运动的方向相反.

如果在某次实验中,交流电的频率偏离60Hz,那么实际打点周期变小,

根据运动学公式△x=at2得:真实的加速度值就会偏大,

所以测量的加速度值与真实的加速度值相比是偏小

(2)碰撞前:对A用动能定理得:

1
2
mAv2=mgL(1-cosα)

解得:v=

2gL(1-cosα)

所以PA=mA

2gL(1-cosα)

碰撞后:对A用动能定理得:

1
2
mAv′2=mgL(1-cosβ)

解得:v′=

2gL(1-cosβ)

所以PA'=mA

2gL(1-cosβ)

B球在碰撞前速度为0,所以PB=0

碰撞后B球做平抛运动,运动的时间为t=

2H
g
,所以初速度为vB=
s
t
=s
g
2H

故B球碰撞后的动量为:PB'=

mBs
2H
2gH

要提高实验精度,可以让球A多次从同一位置摆下,求B球落点的平均位置,这样碰撞后B的速度就比较准确,碰后动量也比较准确.

故答案为:(1)①0.52,反②偏小(2)(1)mA

2gL(1-cosα)
mA
2gL(1-cosβ)
;0;
mBs
2H
2gH

(2)让球A多次从同一位置摆下,求B球落点的平均位置.

单项选择题 A3/A4型题
填空题