题目内容
【题目】在“探究碰撞中的不变量”的实验中:
(1)某同学采用如图甲所示的装置进行实验。把两个小球用等长的细线悬挂于同一点,让B球静止,拉起A球,由静止释放后使它们相碰,碰后粘在一起。实验过程中除了要测量A球被拉起的角度,及它们碰后摆起的最大角度之外,还需测量__________(写出物理量的名称和符号)才能验证碰撞中的守恒量,用测量的物理量表示碰撞中的守恒量应满足的关系是____________。
(2)某同学用如图乙所示斜槽实验装置探究碰撞中的不变量,必须满足的条件是_________(填选项前的字母)。
A.斜槽轨道必须是光滑的
B.斜槽轨道末端的切线是水平的
C.入射小球每次都从斜槽上的同一位置由静止释放
D.入射小球与被碰小球满足,
(3)图乙中M、P、N分别为入射小球与被碰小球对应的落点的平均位置,则实验中要验证的关系是_______(填选项前的字母)。
A.
B.
C.
D.
【答案】两球质量、 BC C
【解析】
(1)[1][2]A球静止释放到两球碰撞前,根据机械能守恒定律有
两球碰撞后到一起运动到最高点,根据机械能守恒定律有
碰撞中的不变量满足
所以用测得的物理量表示碰撞中的不变量的关系式为
还需测量的物理量为A球的质量和B球的质量。
(2)[3]A.“验证动量守恒定律”的实验中是通过平拋运动的基本规律求解碰撞前后的速度,只要小球离开轨道后做平抛运动对斜槽是否光滑没有要求,故A错误;
B.要保证每次小球都做平抛运动则轨道的末端必须水平,故B正确;
C.要保证碰撞前的速度相同,所以入射球每次都要从同一高度由静止滚下,故C正确;
D.为了保证小球碰撞为对心正碰,且碰后不反弹,要求,,故D错误。
故选BC。
(3)[4]要验证动量守恒定律即
小球做平抛运动,由平抛运动规律可知,两小球在空中运动的时间相同,上式可转换为
所以需验证
故选C。