题目内容
【题目】如图为某同学用来“验证碰撞中的动量守恒”的实验装置,实验时先让入射球从斜槽上滚下,经过斜槽末端做平抛运动,记下落地点;再让入射球从斜槽上滚下,在斜槽末端与静止靶球发生对心碰撞后均做平抛运动,记下落地点。由于小球做平抛运动的时间相等,所以可用平抛运动水平位移代替平抛初速度。实验中此同学用天平测得入射球质量为m1,靶球质量为m2。图中O点为轨道末端在记录纸上的竖直投影,M、P、N为两球平均落点位贸。则
(1)下列说法正确的是________
A.m1<m2
B.在同一组实验的不同碰撞中,每次入射球必须从同一高度由静止释放
C.安装轨道时,轨道末端必须水平,且两球在碰撞前瞬间球心等高
D.实验中需要测出小球在空中运动的时间
(2)如果测得m1·OM+m2·ON近似等于________,则认为成功验证了碰撞中的动量守恒。
【答案】 (1)BC (2)m1·OP
【解析】(1) A、C、要保证碰撞后两个球做平抛运动,故斜槽轨道末端的切线必须水平,入射球质量要大于被碰球质量,即m1>m2,防止碰后m1被反弹,同时为了对心碰撞,两小球的直径应相同,故A错误,C正确;B、为保证碰撞的初速度相同,入射球每次必须从轨道的同一位置由静止滚下,故C正确;D、小球离开轨道后做平抛运动,小球的运动时间相等,水平位移与初速度成正比,实验中不需要测量时间,也不需要测量桌面的高度,故D错误;故选BC.
(2)小球离开轨道后做平抛运动,小球抛出点的高度相同,它们在空中的运动时间t相等,如果碰撞过程动量守恒,则:m1v1=m1v1′+m2v2′,两边同时乘以t,得:m1v1t=m1v1′t+m2v2′t,则m1OP=m1OM+m2ON;
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