Question

【题目】某实验小组为验证动量守恒定律，将一轻弹簧压缩并用细线拴住置于水平光滑桌面上，紧挨着压缩后的轻弹簧两端分别放置大小相等、质量不等的小球a和b，系统处于静止状态，如题11图所示．将细线烧断，球被弹出，两小球飞离桌面前都已离开弹簧．

(1)若只需验证动量守恒定律，请你在以下操作中选出最简单有效的操作步骤________（只填写操作步骤前的字母代号）

A．用螺旋测微器测量出小球的直径d；

B．用刻度尺测量出桌面离水平地面的竖直高度h；

C．用天平分别测量出a、b两小球的质量ma和mb；

D．用重锤线分别悬于小球a和b飞离桌子边缘的位置，待其静止时记下重锤在地面上的投影点O1、O2；

E． 烧断细线，记下两小球a和b第一次落地时的位置M点和N点；

F．用刻度尺分别测量O1M的长度Sa和O2N的长度Sb；

G．利用h、g（重力加速度）计算时间，再用Sa和Sb计算出两球水平飞出速度va、vb．

(2)请你写出验证动量守恒最简单有效的关系式____________（选用d、h、ma、mb、g、Sa、Sb表示）．

(3)若实验小组还需测定烧断细线前，压缩弹簧储存的弹性势能．则弹性势能的表达式EP=________（选用d、h、ma、mb、g、Sa、Sb表示）．

Answer 1

【答案】CDEF

【解析】

(1)(2)球离开桌面后做平抛运动，取的初速度方向为正方向，两球质量和平抛初速度分别为：、、、，平抛运动的水平位移分别为、，平抛运动的时间为，需要验证的方程：，其中，，代入得到；所以最简单有效的操作步骤CDEF；

(3)平抛运动竖直方向，得到，对系统根据能量守恒定律有，其中，，代入得到。