题目内容
【题目】用“碰撞试验器”可以验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系.
(1)试验中,直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的.但是,可以通过仅测量________(填选项前的序号),间接地解决这个问题.
A.小球开始释放高度h
B.小球抛出点距地面的高度H
C.小球做平抛运动的射程
(2)图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影,实验时,先让入射球m1多次从斜轨上同一位置静止释放,找到其平均落地点的位置B,测量平抛射程OB。然后把被碰小球m2静止于轨道的水平部分,再将入射小球m1从斜轨上相同位置静止释放,与小球m2相撞,并多次重复.接下来要完成的必要步骤是________(填选项的符号)
A.用天平测量两个小球的质量m1、m2
B.测量小球m1开始释放高度h
C.测量抛出点距地面的高度H
D.分别找到m1,m2相碰后平均落地点的位置A、C
E.测量平抛射程OA,OC
(3)若两球相碰前后的动量守恒,其表达式可表示为_________________ (用(2)中测量的量表示);
(4)若碰撞是弹性碰撞,那么还应满足的表达式为________________(用(2)中测量的量表示).
【答案】 (1)C (2)ADE (3) (4)
【解析】(1)小球离开轨道后做平抛运动,由于小球抛出点的高度相等,它们在空中的运动时间相等,小球的水平位移与小球的初速度成正比,可以用小球的水平位移代替其初速度,故选C.(2)要验证动量守恒定律定律,即验证: ,小球离开轨道后做平抛运动,它们抛出点的高度相等,在空中的运动时间t相等,则有: 、、,代入上式得: ,因此实验需要测量:两球的质量、小球的水平位移,故选ADE.(3)由(2)可知,实验需要验证: ,若碰撞过程没有动能的损失,碰撞前后总动能保持不变,则有: ,将、、代入得: .