题目内容
【题目】将验证动量守恒定律的实验装置搬到竖直墙壁的附近,调整仪器,使球A从斜轨上由静止释放,并在水平轨道末端与球B发生正碰后,两球都能打在墙上。 已知A、B两球半径相同,A球的质量大于B球的质量,则下列说法正确的是
A. 此装置无法验证动量守恒定律
B. 碰撞后瞬间,A球的速度大于B球的速度
C. 碰撞后, A、B两球同时打到墙上
D. 碰撞后,A球在墙上的落点在B球落点的下方
【答案】D
【解析】
两球碰撞后均做平抛运动,根据高度比较平抛运动的时间,碰撞过程中动量守恒,运用水平位移与时间的比值代替速度得出动量守恒的表达式,从而验证动量守恒定律;
A、碰撞前后小球均做平抛运动,在竖直方向上:,平抛运动时间:,
设轨道末端到木条的水平位置为x,未放B球时,小球A下落的高度为,放上小球B后,A和B碰撞后下落的高度分别为和,则碰撞前后小球做平抛运动的初速度分别为:,,,
如果碰撞过程动量守恒,则:
将速度代入动量守恒表达式解得:,分别将、和代入即可验证动量守恒定律,故选项A错误;
B、由碰撞的实际过程可知,碰撞后瞬间,由于A球质量大于B球质量,则导致A球的速度小于B球的速度,故选项B错误;
C、由上面分析可知,导致,导致碰撞后, A、B两球不会同时打到墙上,A球时间长,后达到墙壁上,即A球在墙上的落点在B球落点的下方,故选项C错误,D正确。
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