时间:2017-07-27 12:09:21
1、简答题 如图所示，质量m1=2kg的物体A与一劲度系数为k=500N/m的轻弹簧相连，弹簧的另一端与地面上的质量为m2=1kg的物体B相连，弹簧竖起．A、B均处于静止状态．另有一质量为m3=1kg的物体C从物体A的正上方距离h=0.45m处自由下落．落到A上立刻与A粘连并一起向下运动，其速度为1m/s，它们到达最低点后又向上运动，最终恰好能使B离开地面但不继续上升．（A、B、C均可视为质点，g取10m/s2）
（1）求C与A碰撞前的速度V；
（2）从AC一起运动直至最高点的过程中弹簧对AC整体做的功．
参考答案：（1）设物体C与A碰撞前速度为V0，则根据动能定理：m3gh=m3V202-0
解得：V0=3m/s．
（2）根据F=kx，开始时弹簧压缩量x1=m1gk=0.04m
B刚要离开地面时弹簧伸长量x2=m2gk=0.02m
则AC一起运动的最高点和碰撞位置的距离为h′=x1+x2=0.06m
设从AC一起运动直至最高点的过程中弹簧弹力做功为W，根据动能定理：W-(m1+m3)gh′=0-(m1+m3)V22
解得W=0.3J．
本题解析：
本题难度：一般
2、实验题 (1) 用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律．在下面所列举的该实验的几个操作步骤中．你认为没有必要进行的或者操作错误的步骤是________（填字母代号）
A．按照图示的装置安装器件
B．将电火花计时器接到学生电源的直流输出端上
C．用天平测量出重锤的质量
D．先放手让纸带和重物下落，再接通电源开关
E．在打出的纸带上，距第一个打点较远的点选取合适的A、B、C、D 四个点，通过测量计算得出B、C 两点的速度为vB、vC，并测出B、C 两点间的距离为h
F．在误差允许范围内，看减少的重力势能mgh是否等于增加的动能
，从而验证机械能守恒定律
(2) 在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点周期为0.02 s，自由下落的重物质量为1kg，打出一条理想的纸带，数据如图所示，单位是cm，g取10 m/s2，O、A之间有多个点没画出．打点计时器打下点B时，物体的速度vB=_______m/s．从起点O到打下点B的过程中，重力势能的减少量
J，此过程中物体动能的增量
J．
（答案保留两位有效数字）
参考答案：(1) BCD? (2) 0.98? 0.50? 0.48
本题解析：B点速度可以根据AC间的平均速度去求，重力势能减小量为
，动能增量为
本题难度：一般
3、选择题 如图所示，两物体A、B之间用轻质弹簧相连接，放在光滑的水平面上，物体A紧靠竖直墙壁，现向左推物体B使弹簧压缩，然后由静止释放，则（ ）
A．弹簧第一次恢复原长后，物体A开始加速运动
B．弹簧第一次伸长到最大长度时，A、B的速度一定相同
C．弹簧第二次恢复原长时，两物体速度一定为零
D．弹簧再次压缩到最短时，物体A的速度可能为零
参考答案：A、弹簧第一次恢复原长后，物体B有向右的速度，物体A静止，此后，弹簧被拉长，故物体A在拉力作用下会向右加速，故A正确；
B、弹簧从第一次恢复原长到升到最长过程，物体A加速，物体B减速，当两者速度相同时，弹簧达到最长，故B正确；
C、弹簧第二次恢复原长时，若两物体速度都为零，则系统机械能损失了，显然不合实际，故C错误；
D、弹簧再次压缩到最短时，两个物体的速度相同，若两物体速度都为零，则系统的动量减小了，不合实际，故D错误；
故选AB．
本题解析：
本题难度：一般
4、实验题 用如图所示装置通过半径相同的A、B两球（质量分别为mA、mB)的碰撞来验证动量守恒定律.实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下..落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹.重复上述操作10次，得到10个落点痕迹.再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方,让A球仍从位置G由静止开始滚下，和B球碰撞后，A,B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹.重复这种操作10次，得到如图所示的三个落点.用刻度尺分别测量三个落点的平均位置离O点的距离，即线段OM、OP、ON的长度.
①两小球的质量关系应为mA ___________ mB?（选填"大于”“小于”或“等于”）.
②碰撞过程中动量守恒，则由图可以判断出N是_____球的落点，P是_____球的落点.
③用题中的字母写出动量守恒定律的表达式__________.
参考答案：①大于?②B，A?
③
本题解析：（1）为了使两球在落地时，能拉开距离方便测量，所以A球的质量大于B球的质量，
（2）碰撞后小球B在前，A在后，并且碰撞后A球的速度小于碰撞前的速度，故M点为碰撞后A球的落地点，P为碰撞前A球的落地点，N为B球的落地点，
（3）根据动量守恒可得
，因为下落高度相同，所以时间相等，所以
本题难度：一般
5、实验题 （18分）、某同学用如图甲装置做验证动量守恒定律的实验.先将a球从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下,在水平地面上的记录纸上留下压痕,重复10次;再把同样大小的b球放在斜槽轨道末端水平段的最右端附近静止,让a球仍从原固定点由静止开始滚下,和b球相碰后,两球分别落在记录纸的不同位置处,重复10次．从左向右依次是ABC点。
?
⑴本实验必须测量的物理量有以下哪些_____________．
A．斜槽轨道末端到水平地面的高度H?
B．小球a、b的质量ma、mb ?
C．小球a、b的半径r?
D．小球a、b 离开斜槽轨道末端后平抛飞行的时间t
E．记录纸上O点到A、B、C各点的距离OA、OB、OC?
F．a球的固定释放点到斜槽轨道末端水平部分间的高度差h
⑵小球a、b的质量ma、mb应该满足什么关系?为什么?
_________________________________________________________________。
⑶放上被碰小球后,两小球碰后是否同时落地?如果不是同时落地,对实验结果有没有影响?为什么? _________________________________________________________________。
这时小球a、b的落地点依次是图中水平面上的_____点和_____点．
⑷为测定未放被碰小球时,小球a落点的平均位置,把刻度尺的零刻线跟记录纸上的O点对齐,图乙给出了小球a落点附近的情况,由图可得OB距离应为__________cm．
⑸按照本实验方法,验证动量守恒的验证式是______________．
参考答案：（1）B、E?（2）
。防止a球碰撞后反向弹回，再回到碰撞点的过程中因为有摩擦导致速度减小而影响实验结果。（3）同时落地。如果不是同时落地，会影响实验结果。A、C?（4）4.59 cm
（5）
本题解析：（1）要验证动量守恒，就需要知道碰撞前后的动量，所以要测量两个小球的质量及碰撞前后小球的速度，碰撞前后小球都做平抛运动，速度可以用水平位移代替。所以需要测量的量为：小球a、b质量ma、mb，记录纸上O点到A、B、C各点的距离，故选BE。
（2）小球在碰撞过程中水平方向动量守恒，故有mav0=mav1+mbv2，在碰撞过程中动能守恒，故有
，要碰撞后a的速度v1>0,即ma-mb>0，ma>mb。
（3）同时落地，碰撞后两小球做平抛运动，高度相同，所以运动时间相同。如果不同，则不能用水平位移代替碰撞后的速度，对实验结果有影响。
小球a和b小球相撞后，b小球的速度增大，a小球的速度减小，所以碰撞后a球的落地点距O点最近，b小球距O点最远，而中间一个点是未放b球时a的落地点，所以相碰后，小球a、b的平均落点位置依次是图中的A、C点。
（4）小球a和b相撞后，小球b的速度增大，小球a的速度减小，都做平抛运动，所以未放小球b时小球a的落地点为B点，由图可知OB距离应为45.450cm;
(5)B为碰前入射小球落点的位置，A为碰后入射小球落点的位置，C为被碰小球落点的位置，碰撞前入射小球的速度
，碰撞后入射小球的速度
，碰撞后被碰小球的速度
，若mav1=mbv3+mav2则表明两球碰撞过程中动量守恒，带入数据得
本题难度：简单