题目内容
【题目】如图所示为“验证碰撞中的动量守恒”的装置示意图.
(1)设小球A的质量为mA,小球B的质量为mB,为保证实验成功,必须满足mA________(选填“大于”“等于”或“小于”)mB.
(2)下列说法中符合本实验要求的是________.(选填选项前面的字母)
A.加速的斜槽轨道必须光滑
B.在同一组实验的不同碰撞中,每次入射球必须从同一高度由静止释放
C.安装轨道时,轨道末端必须水平D.需要使用的测量仪器有天平、刻度尺和秒表
(3)实验中小球的落点情况如图所示,P为不放B球时将A球从斜槽某一高度静止释放后A球的落点,M、N分别为A球从同一高度静止释放到达斜槽水平端与B球相碰后A、B球落点,现已测得O到M、P、N的距离分别为s1、s2、s3,若关系式________成立,则验证了A、B相碰动量守恒.
【答案】大于 BC mAs2=mAs1+mBs3
【解析】
A球和B球相撞后,B球的速度增大,A球的速度减小,都做平抛运动,竖直高度相同,所以水平方向,B球在A球的前面,所以碰撞前A球的落地点是P点,碰撞后A球的落地点是M点,B球的落地点是N点,根据平抛运动的基本公式求解碰撞前后小球的速度,然后验证动量是否守恒即可.
(1)为了防止A球反弹,入射球的质量必须大于被碰球的质量.
(2)只要每次加速的环境完全相同即可,不需加速轨道光滑,故A错误;为了保证小球每次平抛的初速度相同,每次入射小球必须从同一高度由静止释放,故B正确;为了使小球做平抛运动,轨道末端必须水平,故C正确;本实验中不需要测量时间,故测量仪器不需要秒表,故D错误.故选BC.
(3)由动量守恒定律,mAv2=mAv1+mBv3,三次平抛运动的时间t相同,则mAv2t=mAv1t+mBv3t,即mAs2=mAs1+mBs3.