题目内容

【题目】用半径相同的两小球AB的碰撞验证动量守恒定律,实验装置示意如图所示,斜槽与水平槽圆滑连接。实验时先不放B球,使A球从斜槽上某一固定点C由静止滚下,落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹。再把B球静置于水平槽前端边缘处,让A球仍从C处由静止滚下,A球和B球碰撞后分别落在记录纸上留下各自的痕迹。记录纸上的O点是重垂线所指的位置,若各落点痕迹到O的距离分别为OMS1OPS2ONS3,并知两球的质量分别为m10gM20g,则:

(1)实验中,下列操作中正确的是_____(填选项前的符号)

A.入射球A质量应用20g的小球

B.入射球A质量应用10g的小球

C.斜槽轨道末端应调节水平,但就算不水平,只要高度一样,其实也不影响结果

D.斜槽应保证光滑,若有摩擦则实验必定失败

(2)实验中,不需要测量的物理量是_____(填选项前的符号)

A.两个小球的质量Mm B.小球抛出点距地面的高度H

CA小球单独作平抛运动的射程OP DA碰撞B之后各自分别做平抛的射程OMON

(3)若此次实验的碰撞过程中两球为系统的动量守恒,则应成立的表达式为_____(用题中所测各物理量的符号表示)。

【答案】A B

【解析】

(1)[1]AB.根据实验原理,小球碰撞后都应沿原方向运动,故入射球应用质量大的,故A正确B错误;

C.末端水平可以保证小球碰后都做平抛运动,故C错误;

D.小球每次从斜槽上某一固定点由静止滚下,根据实验原理可知不论斜槽是否光滑,对实验没有影响,故D错误.

(2)[2]根据动量守恒定律,对AB球有

AB两球碰撞后,分别做平抛运动,竖直高度相同,即在空中运动时间相等,则有

即有

所以

A.两个小球的质量Mm与分析相符,故A正确;

B.小球抛出点距地面的高度H与分析不符,故B错误;

CA小球单独作平抛运动的射程OP与分析相符,故C正确;

DA碰撞B之后各自分别做平抛的射程OMON与分析相符,故D正确。

[3]实验的碰撞过程中两球为系统的动量守恒,则应成立的表达式为

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