题目内容

某同学用图示的装置做验证动量守恒定律的实验.选用小球a为入射小球,b为被碰小球.设小球a、b的质量分别为ma、mb;则它们的质量关系应为ma______mb,半径关系为ra______rb(填“大于”、“等于”或“小于”).放上被碰小球b后,两小球a、b碰后的落点如图所示,系统碰撞过程中动量守恒则应满足的表达式是______,(用题中物理量和图中字母表示)
(1)验证碰撞过程的动量守恒,为防止两个小球碰撞后入射球反弹,入射球的质量与大宇被碰球的质量;
(2)要使两球发生对心正碰,两小球发生碰撞时,两球的球心应在同一水平面上,则两球半径应相等;
(3)小球离开轨道后做平抛运动,它们在空中的运动时间相等,设为t,
由图示可知,B为碰前入射小球落点的位置,A为碰后入射小球的位置,C为碰后被碰小球的位置,
碰撞前a的速度v1=
OB
t
,碰撞后a的速度v2=
OA
t
,碰撞后b的速度v3=
OC
t

我们需要验证:mav1=mbv3+mav2,将球的速度表达式代入得:maOB=maOA+mbOC;
故答案为大于;等于;maOB=maOA+mbOC.
练习册系列答案
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为了验证机械能守恒定律,某同学使用如图所示的气垫导轨装置进行实验.其中G1、G2为两个光电门,它们与数字计时器相连,当滑行器M通过G1、G2光电门时,光束被滑行器M上的挡光片遮挡的时间△t1、△t2都可以被测量并记录,滑行器连同挡光片的总质量为M,挡光片宽度为D,两光电门中心间的距离为x,牵引砝码的质量为m,细绳不可伸长且其质量可以忽略,重力加速度为g.该同学想在水平的气垫导轨上,只利用以上仪器,在滑行器通过G1、G2光电门的过程中验证机械能守恒定律,请回答下列问题.
(1)实验开始应先调节气垫导轨下面的螺母,使气垫导轨水平.请在以下空白处填写实验要求;
在不增加其他测量器材的情况下,调水平的步骤是:取下牵引砝码m,接通气垫导轨装置的电源,调节导轨下面的螺母,若滑行器M放在气垫导轨上的任意位置都能保持静止,或者轻推滑行器M分别通过光电门G1、G2的时间______,则导轨水平.
(2)当气垫导轨调水平后,在接下来的实验操作中,以下操作合理的是______;
A.挡光片的宽度D应尽可能选较小的
B.选用的牵引砝码的质量m应远小于滑行器的总质量M
C.为了减小实验误差,光电门G1、G2的间距x应该尽可能大一些
D.用来牵引滑行器M的细绳可以与导轨不平行
(3)在每次实验中,若表达式______;用M、g、m、△t1、△t2、D、x表示)在误差允许的范围内成立,则机械能守恒定律成立.

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