题目内容
【题目】某同学用如图所示的装置通过半径相同的a、b两球的碰撞来验证碰撞中的动量守恒:
(1)从图中可以测出碰撞后b球的水平射程应取为______ cm
(2)下列说法中不符合本实验要求的是______
A.安装轨道时,轨道末端必须水平
B.需要使用的测量仪器有天平和刻度尺
C.在同一组实验的多次碰撞中,每次入射球可以从不同高度由静止释放
(3)本实验无须测量的物理量有______ .
A.小球a、b的质量ma、mb;
B.斜槽轨道末端到水平地面的高度H;
C.记录纸上O点到A、B、C各点的距离OA、OB、OC;
(4)小球a、b的质量ma、mb应该满足ma ______ mb(填“大于”或“小于”或“等于”)
(5)实验中记录了轨道末端在记录纸上的竖直投影为O点,经多次释放入射球,在记录纸上找到了两球平均落点位置为A、B、C,并测得它们到O点的距离分别为OA、OB和OC.验证碰撞中的动量守恒的达式为:______ .
【答案】84.1 C B 大于 maOB=maOA+mcOC
【解析】
根据通过实验的原理确定需要测量的物理量,小球离开轨道后做平抛运动,它们在空中的运动时间相同,水平位移与出速度成正比,可以用水平位移代替小球的初速度,根据动量守恒定律求出需要验证的表达式.
(1)碰撞后b球的水平射程落点如图所示,读数约为84.1cm;
(2)A、本实验中两小球均应做平抛运动,故要求末端必须水平,故A正确;B、由实验原理可知,我们需要两小球的质量和水平位移,故应需要天平和刻度尺;故B正确;C、为了保证每次小球A的速度均相同,小球应从同一位置滑下;故C错误;本题选不正确的,故选C;
(3)本实验中需要测量A球和B球的质量和两球的水平射程OA、OB、OC;不需要测量G点相对于水平槽面的高度,故选:B;
(4)为了让碰后b球的速度大于a球且防止a球反弹,应保证,a球的质量大于b球的质量;
(5)这样可以防止a反弹碰撞后两球都做平抛运动,它们抛出点的高度相同,在空中的运动时间t相同,由动量守恒定律得:mav0=mav1+mbv2,两边同时乘以时间t得:mav0t=mav1t+mbv2t,则maOB=maOA+mbOC,实验需要验证的表达式为:maOB=maOA+mbOC.