题目内容

【题目】某同学用如图所示的装置,利用两个大小相同的小球做对心碰撞来验证动量守恒定律,图中AB是斜槽,BC是水平槽,它们连接平滑,O点为重锤线所指的位置.实验时先不放置被碰球2,让球1从斜槽上的某一固定位置G由静止开始滚下,落到位于水平地面的记录纸上,留下痕迹,重复10次.然后将球2置于水平槽末端,让球1仍从位置G由静止滚下,和球2碰撞.碰后两球分别在记录纸上留下各自的痕迹,重复10次.实验得到小球的落点的平均位置分别为M、N、P.

(1)在此实验中,球1的质量为m1,球2的质量为m2,需满足m1______m2(选填“大于”、“小于”或“等于”).

(2)被碰球2飞行的水平距离由图中线段______表示.

(3)若实验结果满足m1=______,就可以验证碰撞过程中动量守恒.

【答案】 大于 OP

【解析】(1)在小球碰撞过程中水平方向动量守恒定律故有
在碰撞过程中动能守恒故有

解得


要碰后入射小球的速度,即,故答案为:大于。
(2)1球和2球相撞后,2球的速度增大,1球的速度减小,都做平抛运动,竖直高度相同,所以所以碰撞后2球的落地点是P点,所以被碰球2飞行的水平距离由图中线段表示;
(3)N为碰前入射小球落点的位置,M为碰后入射小球的位置,P为碰后被碰小球的位置,
碰撞前入射小球的速度
碰撞后入射小球的速度
碰撞后被碰小球的速度
则表明通过该实验验证了两球碰撞过程中动量守恒,
带入数据得:

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