题目内容
【题目】“碰撞中的动量守恒”实验装置如图甲所示,让质量为m1的小球A从斜槽上的某一位置自由滚下,与静止在支柱上质量为m2的小球B发生对心碰撞.
(1)安装轨道时,要求轨道末端____________.
(2)两小球的质量应满足m1____________m2
(3)用游标卡尺测小球直径时的读数如图乙所示,则小球的直径d=___________cm.
(4)实验中还应测量的物理量是_______
A.两小球的质量m1和m2
B.小球A的初始高度h
C.轨道末端切线离地面的高度H
D.两小球平抛运动的时间t
E.球A单独滚下时的落地点P与O点距离SOP
F.碰后A、B两小球的落地点M、N与O点距离SOM和SON
(5)若碰撞中动量守恒,根据图中各点间的距离,下列式子可能成立的是_______
A. B.
C. D.
(6)若碰撞为弹性碰撞,除动量守恒外,还需满足的关系式是________.(用所测物理量的字符表示)
【答案】切线水平 > 1.04 AEF B
【解析】
(1)[1]为了保证每次小球都做平抛运动,则需要轨道的末端切线水平.
(2)[2]验证碰撞中的动量守恒实验,为防止入射球反弹,入射球的质量应大于被碰球的质量,即m1>m2.
(3)[3]游标卡尺的游标是10分度的,其精确度为0.1mm,则图示读数为:10mm+4×0.1mm=10.4mm=1.04cm.
(4)[4]小球离开轨道后做平抛运动,它们抛出点的高度相同,在空中的运动时间t相等,两球碰撞动量守恒,有:
,
两边同时乘以时间t,则
,
根据落点可化简为:
,
则实验还需要测出:两小球的质量m1和m2;球A单独滚下时的落地点P与O点距离SOP
F;碰后A、B两小球的落地点M、N与O点距离SOM和SON;故填AEF.
(5)[5]根据动量守恒:
移项化简有:
,
即:
.
故填B.
(6)[6]若两球为弹性碰撞,满足机械能守恒:
速度用平抛的水平位移代换后,可得:
.