题目内容
【题目】碰撞的恢复系数的定义为其中和分别是碰撞前两物体的速度,和分别是碰撞后两物体的速度。弹性碰撞的恢复系数e= 1,非弹性碰撞的恢复系数e<1。某同学借用如图所示的实验装置来验证弹性碰撞的恢复系数e = 1。请回答:
(1)为了减小实验误差,需要调节装置,使整个装置在同一竖直平面内,悬线竖直时两球球面相切,且两球球心连线 _______________。
(2)实验时,将小球A从悬线与竖直方向成角处由静止释放,球A与球B发生碰撞后反弹,而球B氷平向右飞出。若要通过计算恢复系数验证此碰撞为弹性碰撞,下列所给的物理量中不需要测量的有______。
A.小球A、B的质量m1、m2
B.悬线的长度L
C.当地重力加速度尽
D.小球B拋出点距水平地面的高度h及落地点到抛出点的水平距离x
E.碰后小球A摆至最大高度时,悬线与坚直方向所成的角
(3)该碰撞的恢复系数的表达式为_________(用(2)中所给物理量的符号表示)。
【答案】 (1)水平 (2)AC (3)
【解析】(1)本实验利用平抛规律测量碰后小球B的速度,为确保B球做平抛运动,由弹性正碰的条件可知,两球球心的连线必须保持“水平”.
(2)只需测出碰撞前后速度,则不需测质量,由机械能守恒定律可知,碰撞前后球A的动能分别为 和;而碰后球B的速度为 ,则选项AC符合题意;
(3)选水平向右的方向为正方向,由(2)中分析可知碰撞前后球A的速度分别为: 和;
将 带入碰撞恢复系数的定义式可得:
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