题目内容

【题目】为了验证“两小球碰撞过程中的动量守恒”,某同学用如图所示的装置进行了如下的操作:

Ⅰ.将斜槽轨道的末端调整水平,在一块平木板表面先后钉上白纸和复写纸,并将该木板竖直立于靠近槽口处,使小球a从斜槽轨道上某固定点处由静止释放,撞到木板并在白纸上留下痕迹O;

Ⅱ.将木板向右平移适当的距离固定,再使小球a 从原固定点由静止释放,撞到木板并在白纸上留下痕迹B;

Ⅲ.把小球b静止放在斜槽轨道的水平段的最右端,让小球a 仍从原固定点由静止释放,和小球b相碰后,两小球分别撞到木板并在白纸上留下痕迹A和C;

Ⅳ.用天平测出a、b两个小球的质量分别为ma和mb,用刻度尺测量白纸上O点到A、B、C三点的距离分别为y1、y2和y3

根据上述实验,请回答下列问题:

(1)小球a和b发生碰撞后,小球a在图中痕迹应是___________点。

(2)小球a下滑过程中与斜槽轨道间存在摩擦力,这对实验结果______产生误差(选填“会”或“不会”)

(3)用本实验中所测得的物理量来验证两小球碰撞过程中动量守恒,其表达式为:_________

【答案】 C 不会

【解析】(1)小球a由静止释放后撞在B点,小球a和b发生碰撞后,a的速度减小,平抛运动的水平位移不变,可知运动的时间增大,则下降的高度变大,应该落在C点.
(2)小球a下滑过程中与斜槽轨道间存在摩擦力,不会对实验结果产生误差,因为只要保证小球从静止释放到达最低点的速度相等即可,斜槽不一定需要光滑.
(3)根据y2 gt22得, ,则小球a不与小球b碰撞,平抛运动的初速度,同理可得,小球a与b碰撞后,b的速度,a的速度,验证动量守恒的表达式为mav2=mav1+mbv3,即

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