题目内容
8.某小组为验证滑块碰撞过程中动量守恒定律,设计了如下实验,竖直曲面轨道与水平轨道在O处平滑连接,两滑块P、Q与轨道间的动摩擦因数相同,主要实验步骤如下:①用天平测出滑块P、Q的质量m1、m2;
②将滑块P从斜槽上最高点释放,用刻度尺测出滑块P从O1开始在水平轨道上滑行的距离x0
(1)若要保证滑块P、Q碰撞后均停在O1位置的右方,实验中应要求m1>m2(填“<”或“>”),在此条件下,验证动量守恒定律的表达式为m1$\sqrt{x_{0}}$=m1$\sqrt{x_{1}}$+m2$\sqrt{x_{2}}$.(用测得的物理量表示)
(2)实验时若要将O1的位置向右移动一小段距离,不会(填“会”或“不会”)对验证动量守恒定律产生影响.
分析 (1)明确实验原理,根据动能定理求出碰撞前后两物体在O1点时的速度,再根据动量守恒定律列式即可确定应用的表达式;
(2)明确实验原理和实验方法,从而明确起点的确定对实验的影响.
解答 解:(1)为了防止碰后滑块P反弹,应用质量较大的滑动去碰质量较小的滑块,故要求m1>m2;滑块在水平地面上滑动时,根据动能定理可知:
v2=2μgx
则可知:v0=$\sqrt{2μgx_{0}}$
v1=$\sqrt{2μgx_{1}}$
v2=$\sqrt{2μgx_{2}}$
若满足动量守恒,则有:
m1v0=m1v1+m2v2
将速度表达式代入,化简可得:
应验证的表达式为:
m1$\sqrt{x_{0}}$=m1$\sqrt{x_{1}}$+m2$\sqrt{x_{2}}$
(2)由以上分析可知,实验中主要分析碰撞后两滑块在水平地面上滑行的距离,因此将O1的位置向右移动一小段距离对实验结果没有影响.
故答案为:(1)>,m1$\sqrt{x_{0}}$=m1$\sqrt{x_{1}}$+m2$\sqrt{x_{2}}$;(2)不会.
点评 本是考查动量守恒定律的验证实验,要注意明确实验原理,知道实验中求解碰撞前后速度的方法是解题的关键.
练习册系列答案
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