题目内容
【题目】如图所示,用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。
(1)实验必须要求满足的条件是________
A.斜槽轨道必须是光滑的
B.斜槽轨道末端的切线是水平的
C.入射球每次都要从同一高度由静止滚下
D.若入射小球质量为m1,被碰小球质量为m2,则m1>m2
(2)图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时,先让入射球m1多次从斜轨 上S位置静止释放,找到其平均落地点的位置P,测量平抛射程,然后,把被碰小球m1静置于轨道的末端,再将入射球m1从斜轨S位置静止释放,与小球m2相撞,并多次重复。接下来要完成的必要步骤是________(填选项的符号)
A.用天平测量两个小球的质量m1、m2
B.测量小球m1开始释放高度h
C.测量抛出点距地面的高度H
D.分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N
E.测量平抛射程
(3)若两球相碰前后的动量守恒,则其表达式可表示为_________________(用(2)中测量的量表示);
(4)若ml=45.0 g、m2=9.0 g,=46.20cm。则
可能的最大值为_____cm。
【答案】 BCD ADE 77.00或77
【解析】(1)因为要验证碰撞前后动量是否守恒,斜槽轨道不必是光滑的,故A错误;本实验中用平抛运动的性质来验证动量守恒,故必须保证小球做平抛运动;故斜槽末端必须水平,故B正确;平时为了准确测量落点应取落点的平均位置;并且要求小球每次应从同一点释放,故C正确;只有让重球去撞击轻球时,实验才能得出正确结果,故D正确。所以满足的条件BCD。
(2)实验时,先让入射球ml多次从斜轨上S位置静止释放,找到其平均落地点的位置P,测量平抛射程OP.然后,把被碰小球m2静置于轨道的水平部分,再将入射球ml从斜轨上S位置静止释放,与小球m2相碰,并多次重复.测量平均落点的位置,找到平抛运动的水平位移,如果碰撞过程动量守恒,m1v0=m1v1+m2v2,因两小球从同一高度飞出,则下落时间一定相同,则两边同时乘以时间t得:m1v0t=m1v1t+m2v2t,得,因此实验需要测量两球的质量。因此步骤中A、B、E是必须的。
(3)如果碰撞过程动量守恒,m1v0=m1v1+m2v2,因两小球从同一高度飞出,则下落时间一定相同,则两边同时乘以时间t得:m1v0t=m1v1t+m2v2t,得。
(4)将ml=45.0 g、m2=9.0 g, =46.20cm代入
,当碰撞时没有能量损失时
有最大值,即
,因两小球从同一高度飞出,则下落时间一定相同,则两边同时乘以时间t2得:
,联立以上解得:
=77.00cm。
![](http://thumb2018.1010pic.com/images/loading.gif)