题目内容
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![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824134602374313.png)
B.小球抛出点距地面的高度![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824134602420303.png)
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
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
。然后把被碰小球
静止于轨道的水平部分,再将入射小球
从斜轨上相同位置静止释放,与小球
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
、![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824134602592386.png)
B.测量小球
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
相碰后平均落地点的位置A、C
E.测量平抛射程
,![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824134602966386.png)
(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);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)。
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/201408241346030762770.png)
(4)经测定,
,小球落地点的平均位置到O点的距离如图所示。碰撞前、后
的动量分别为
与
,则
:11;若碰撞结束时
的动量为
,则
=11: ;所以,碰撞前、后总动量的比值
= ;实验结果说明 .
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/201408241346023428643.png)
(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
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824134602374313.png)
B.小球抛出点距地面的高度
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824134602420303.png)
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
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824134602483362.png)
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824134602561375.png)
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824134602592386.png)
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824134602483362.png)
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824134602592386.png)
A.用天平测量两个小球的质量
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824134602483362.png)
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824134602592386.png)
B.测量小球
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824134602483362.png)
C.测量抛出点距地面的高度H
D.分别找到
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824134602857467.png)
E.测量平抛射程
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824134602888386.png)
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824134602966386.png)
(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);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)。
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/201408241346030762770.png)
(4)经测定,
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824134603122822.png)
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824134602483362.png)
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824134603216338.png)
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824134603247374.png)
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824134603294454.png)
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824134602592386.png)
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824134603403399.png)
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824134603450492.png)
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824134603497584.png)
(1)C ……………………(1分)
(2)D ……………………(1分)
(3)
……………………(2分)
……………………(2分)
(4)14;2.9;
;………(每空1分)
误差允许范围内,碰撞前、后的总动量不变.………(2分)
(2)D ……………………(1分)
(3)
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824134603559901.png)
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824134603606990.png)
(4)14;2.9;
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824134603637502.png)
误差允许范围内,碰撞前、后的总动量不变.………(2分)
(1)设小球a没有和b球碰撞,抛出时速度为
,球a和球b碰撞后抛出的速度分别为
,
则我们要验证动量守恒即:
,测速度是关键,平抛运动的初速度
即
,因为平抛运动的高度一定,所以
,即
,只要测得小球做平抛运动的射程,即可替代速度。
(2)碰撞完毕后,就要测数据验证了,所以我们由(1)知道可以同过测量它们的射程就可以替代不容易测量的速度,
(3)见(1),弹性碰撞没有机械能损失,所以还应满足机械能守恒,![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824134603606990.png)
(4)将数据代入(3),因为存在试验误差,所以最后等式两边不会严格相等,所以误差允许范围内,碰撞前、后的总动量不变
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824134603668298.png)
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824134603715330.png)
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824134603778335.png)
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824134603840710.png)
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824134603887481.png)
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/201408241346039181185.png)
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824134603996482.png)
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824134603559901.png)
(2)碰撞完毕后,就要测数据验证了,所以我们由(1)知道可以同过测量它们的射程就可以替代不容易测量的速度,
(3)见(1),弹性碰撞没有机械能损失,所以还应满足机械能守恒,
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824134603606990.png)
(4)将数据代入(3),因为存在试验误差,所以最后等式两边不会严格相等,所以误差允许范围内,碰撞前、后的总动量不变
![](http://thumb2018.1010pic.com/images/loading.gif)
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