题目内容
【题目】如图所示,为了验证碰撞中的动量守恒和检验两个滑块的碰撞是否为弹性碰撞。某同学选取了两个体积相同、质量不同、与水平面的动摩擦因数相同的滑块A、B,按下述步骤做实验:
①用天平测出两个滑块的质量分别为mA,mB;
②将图示装置固定在水平面上,使圆弧形轨道末端切线水平;
③先不放滑块B,让滑块A多次从圆弧轨道上某一位置由静止释放,记下。其在水平面上滑行距离的平均值x0;
④将滑块B静止置于轨道下端水平部分,仍将滑块A从轨道上同一位置由静止释放,与滑块B碰撞,重复多次。
(1)为确保实验中滑块A不反向运动,mA,mB,应满足的关系是_______________
(2)实验中,还需要测量的量是__________________。
(3)用测得的物理量来表示,只要满足关系式__________,则说明碰撞过程中动量是守恒的
(4)用测得的物理量来表示,只要满足关系式_____________,则说明两滑块的碰撞是弹性碰撞。
【答案】 ; 碰撞后,滑块A在水平面上滑行距离的平均值、滑块B在水平面上滑行距离的平均值; ; ;
【解析】(1)为防止两球碰撞后入射球反弹,入射球的质量应大于被碰球的质量,即:;(2)碰撞后两球做减速运动,设碰撞后的速度为:、,由动能定理得:,解得:;,解得:;,解得:;如果碰撞过程动量守恒,则:,即,整理得:,实验需要测量碰撞后A、B球在水平面滑行的平均距离:、.(3)由(2)问可知用测得的物理量来表示,只要满足关系式,则说明碰撞过程中动量是守恒的;(3)若两滑块的碰撞是弹性碰撞的,碰撞前后动量守恒、动能不变,根据能量守恒得:,即:,解得:,即若用测得的物理量来表示,只要满足关系式,则说明两滑块的碰撞是弹性碰撞。则说明碰撞过程中动量是守恒的.