题目内容
【题目】某同学用如图的装置做“验证动量守恒定律”的实验,操作步骤如下:
(1)先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开始滚下,撞到木板在记录纸上留下压痕O。
(2)将木板向右平移适当距离,再使小球a从原固定点由静止释放,撞到木板在记录纸上留下压痕B。
(3)把半径相同的小球b静止放在斜槽轨道水平段的右边缘,让小球a仍从原固定点由静止开始滚下,与b球相碰后,两球撞在木板上,并在记录纸上留下压痕A和C。
①本实验中小球a、b的质量大小关系是ma______mb.(选填“大于”、“小于”或“等于”)
②放上被碰小球,两球相碰后,小球a在图中的压痕点为______点。
③记录纸上O点到A、B、C的距离y1、y2、y3,若两球碰撞动量守恒,且为弹性碰撞,则y1、y2和y3之间关系式应为______。
【答案】大于 C
【解析】
①[1].本实验必须测量的物理量是小球a、b的质量ma、mb,a为入射小球,为避免出现入射小球被弹回,必须满足ma>mb。
②[2].放上被碰小球,两球相碰后,小球a平抛运动的速度减小,运动时间变长,根据y=gt2知,竖直下降的高度增大,所以在图中的压痕点为 C。
③[3].根据x=v0t,,即可得到小球的速度:
两球碰撞动量守恒,选取向右为正方向,则应满足的表达式为:
机械能守恒:
联立可得:
。
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