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4.某同學用如圖甲所示裝置,通過半徑相同的A、B兩球的碰撞來探究碰撞過程中的不變量,圖中PQ是斜槽,QR為水平槽,實驗時先使A球從斜槽上某一固定位置G由靜止開始滾下,落到位于水平地面的記錄紙上,留下痕跡.重復上述操作10次,得到10個落點痕跡,再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方,讓A球仍從位置G由靜止開始滾下,和B球碰撞后,A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點痕跡,重復這種操作10次.圖中O點是水平槽末端R在記錄紙上的豎直投影點,B球落點痕跡如圖乙所示,其中米尺水平放置,且在G、R、O所在的平面內,米尺的零點與O點對齊.

(1)碰撞后B球的水平射程應取為64.8cm.
(2)在以下選項中,本次實驗必須進行的測量是ABC.
A.水平槽上未放B球時,測量A球落點位置到O點的距離
B.測量A球與B球碰撞后,A球落點位置到O點的距離
C.測量A球與B球的質量
D.測量G點相對于水平槽面的高度
(3)某同學用一把有50個小等分刻度的游標卡尺測量小球的直徑,由于遮擋,只能看見游標尺的后半部分,如圖1所示,小球的直徑D=16.96mm.

(4)常用的測量儀器還有螺旋測微器,若某次測量示數(shù)如圖2,則待測長度為6.125mm.

分析 (1、2)根據通過實驗的原理確定需要測量的物理量,小球離開軌道后做平拋運動,它們在空中的運動時間相同,水平位移與出速度成正比,可以用水平位移代替小球的初速度,根據動量守恒定律求出需要驗證的表達式.
(3、4)解決本題的關鍵掌握游標卡尺讀數(shù)的方法是主尺讀數(shù)加上游標讀數(shù),不需估讀.主尺讀數(shù)時看游標的0刻度線超過主尺哪一個示數(shù),該示數(shù)為主尺讀數(shù),看游標的第幾根刻度與主尺刻度對齊,乘以游標的分度值,即為游標讀數(shù).螺旋測微器和游標卡尺的讀數(shù)方法,螺旋測微器的讀數(shù)方法是固定刻度讀數(shù)加上可動刻度讀數(shù),在讀可動刻度讀數(shù)時需估讀.

解答 解:(1)碰撞后b球的水平射程落點如圖2所示,取所有落點中靠近中間的點讀數(shù),即可取一個最小的圓的圓心,約為64.8cm;
(2)根據實驗原理可得mav0=mbv1+mbv2,
由已測量的物理量ma、mb、OB、OA、OC.
又因下落時間相同,即可求得:maOB=maOA+mbOC,
所以不需要測量水平槽面離地面的高度或小球在空中飛行時間,需要測量A球和B球的質量以及A球兩次落地時的水平距離和B球落地時的水平距離;
故D錯誤,ABC正確;
故選:ABC
(3)從圖中可知,游標尺上的第48個刻度與主尺上的6.4cm,即64mm處對齊,
根據游標尺的構造可知,50分度的游標尺,游標尺上的50刻度的總長是49mm,
因此最終讀數(shù)為:64mm-48×4950mm=64-47.04mm=16.96mm,
螺旋測微器的固定刻度為6.0mm,可動刻度為:12.5×0.01mm=0.125mm,
所以最終讀數(shù)為:6.0mm+0.125mm=6.125mm.
故答案為:(1)64.8;(2)ABC�。�3)16.96 mm�。�4)6.125 mm

點評 本題考查驗證動量守恒定律的實驗;掌握兩球平拋的水平射程和水平速度之間的關系,是解決本題的關鍵,注意理解動量守恒定律的條件.同時還要掌握基本測量儀器的讀數(shù)方法,明確螺旋測微器需要估讀.

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