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MPN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

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