题目内容
【题目】“验证动量守恒定律”验装置如图所示.让质量为m1的小球从斜面上某处自由滚下与静止的质量为m2的小球发生对心碰撞,则:
(l)两小球质量的关系应满足________。
A.m1= m2
B. m1> m2
C.m1< m2
(2)实验必须满足的条件是_____________________。
A.轨道末端的切线必须是水平的
B.斜槽轨道必须光滑
C.入射球m1每次必须从同一高度滚下
D.入射球m1和被碰球 m2的球心在碰撞瞬间必须在同一高度
(3)某次实验得出小球的落点情况如图所示,测得落点P、M、N到O点的距离分别为OP、OM、ON,假如碰撞过程动量守恒,则碰撞小球质量m1和被碰小球质量m2之比m1: m2= _______。(用OP、OM、ON表示)
【答案】 (1)B (2)ACD (3)ON/(OP-OM)
【解析】(1)在“验证碰撞中的动量守恒”实验中,为防止被碰球碰后反弹,入射球的质量必须(远)大于被碰球的质量,因此B正确,AC错误.故选B.
(2)要保证每次小球都做平抛运动,则轨道的末端必须水平,故A正确;“验证动量守恒定律”的实验中,是通过平抛运动的基本规律求解碰撞前后的速度的,只要离开轨道后做平抛运动,对斜槽是否光滑没有要求,故B错误;要保证碰撞前的速度相同,所以入射球每次都要从同一高度由静止滚下,故C正确;
D、要保证碰撞后都做平抛运动,两球要发生正碰,碰撞的瞬间,入射球与被碰球的球心应在同一水平高度,两球心的连线应与轨道末端的切线平行,因此两球半径应该相同,故D正确.故选ACD.
(3)两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,如果碰撞过程动量守恒,则有:
m1v1=m1v1′+m2v2′,
两边同时乘以t得:m1v1t=m1v1′t+m2v2′t
即为: m1OP=m1OM+m2ON,则: