题目内容

【题目】1)下图是用来验证动量守恒的实验装置,弹性球1用细线悬挂于O点,O点下方桌子的边沿有一竖直立柱.实验时,将球1拉到A点,并使之静止,同时把球2放在立柱上.释放球1,当它摆到悬点正下方时与球2发生对心碰撞.碰后球1向左最远可摆到B点,球2落到水平地面上的C点.测出有关数据即可验证12两球碰撞时动量守恒.现已测出A点离水平桌面的距离为aB点离水平桌面的距离为b,立柱的高h C点与桌子边沿间的水平距离为c.此外还要测量的量是________________________、和_____________.该实验中两球碰前瞬间的总动量P1的表达式=___________________,两球碰后瞬间的总动量P2的表达式=______________ 代入测量的数据比较P1P2是否相等。

2)若在水平地面的放上记录纸,让C球留下痕迹,重复(1)的操作10次,得到10个落点痕迹。C球落点痕迹如图所示,其中米尺水平放置,零点与桌子边沿对齐。则碰撞后C球的水平射程应取为_________cm

【答案】 球1质量m1 球2质量m2 桌面离地面的高H 63.5cm

【解析】试题分析:要验证动量守恒,就需要知道碰撞前后的动量,所以要测量12两个小球的质量,1球下摆过程机械能守恒,根据守恒定律列式求最低点速度;球1上摆过程机械能再次守恒,可求解碰撞后速度;碰撞后小球2做平抛运动,根据平抛运动的分位移公式求解碰撞后2球的速度,然后验证动量是否守恒即可.

要验证动量守恒,就需要知道碰撞前后的动量,所以要测量1、2两个小球的质量,要通过平抛运动的分位移公式求解碰撞后2球的速度,所以要测量立柱高h,桌面高H;
小球1A处下摆过程只有重力做功,机械能守恒,根据机械能守恒定律,有解得: ,所以碰撞前动量

碰撞后1小球上升到最高点的过程中,机械能守恒,根据机械能守恒定律,有解得碰撞后小球2做平抛运动所以2球碰后速度所以碰撞后的动量

小球的落点要用尽量小的圆将尽量多的落点圈起来,圆心的位置就是平均落点.碰撞后B球的水平射程为63.5cm.

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