题目内容
【题目】某科学探究小组的同学用图示装置研究碰撞中的动量守恒,实验中使用半径相等的两小球A和B,实验的主要步骤如下:
A.用天平测得A、B两球的质量分别为m1、m2
B.如图所示安装器材,在竖直木板上记下O点(与置于C点的小球球心等高),调节斜槽使其末端切线水平
C.在末端C处先不放球B,将球A从斜槽上的适当高度由静止释放,球A抛出后撞在木板上的平均落点为P
D.再将球B置于C点,让球A从斜槽上同一位置静止释放,两球碰后落在木板上的平均落点为M、N
E.用刻度尺测出三个平均落点到O点的距离分别为hM、hP、hN
回答下列问题:
(1)为减小实验误差,A、B两球的质量m1、m2应满足的大小关系是m1_____m2(填“大于”、“等于”或“小于”);
(2)上述实验中,碰后B球的平均落点位置应是_____(填“M”或“N”);
(3)用实验中测得的数据来表示,只要满足关系式___________,就能说明两球碰撞前后动量是守恒的.
【答案】大于 M
【解析】
(1)[1]为使碰后A小球运动方向不改变,需要保证A球质量大于B球质量;
(2)[2]两球的水平位移相同,碰后B球速度大,所以飞行时间短,竖直方向下落高度小,所以碰后B球平均落点在M点;
(3)[3]小球碰后做平抛运动,分解位移:
解得平抛初速度:,所以:
碰前A球的速度:
碰后A球的速度:
碰后B球的速度:
根据动量守恒定律:
满足的关系式为:
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