题目内容
【题目】如图是用来验证动量守恒的实验装置,弹性球1用细线悬挂于O点,O点下方桌子的边沿有一竖直立柱.实验时,调节悬点,使弹性球1静止时恰与立柱上的球2接触且两球等高.将球1拉到A点,并使之静止,同时把球2放在立柱上.释放球1,当它摆到悬点正下方时与球2发生对心碰撞,碰后球1向左最远可摆到B点,球2落到水平地面上的C点.测出有关数据即可验证1、2两球碰撞时动量守恒.现已测出A点离水平桌面的距离为a,B点离水平桌面的距离为b,C点与桌子边沿间的水平距离为c.(忽略小球的大小)以及弹性小球1、2的质量m1、m2,要验证碰撞过程中系统动量守恒,还需要测量的量是____________和____________.
【答案】 立柱高h 桌面高H
【解析】试题分析:要验证动量守恒,就需要知道碰撞前后的动量,所以要测量12两个小球的质量,1球下摆过程机械能守恒,根据守恒定律列式求最低点速度;球1上摆过程机械能再次守恒,可求解碰撞后速度;碰撞后小球2做平抛运动,根据平抛运动的分位移公式求解碰撞后2球的速度,然后列出验证动量受到的式子,根据式子判断还需要测量哪些量.
1小球从A处下摆过程只有重力做功,机械能守恒,根据机械能守恒定律,有,解得;碰撞后1小球上升到最高点的过程中,机械能守恒,根据机械能守恒定律,有,解得,碰撞后小球2做平抛运动, ,所以2球碰后速度,所以该实验中动量守恒的表达式为: ,带入数据得,要验证动量守恒,就需要知道碰撞前后的动量,所以要测量1、2两个小球的质量,要通过平抛运动的分位移公式求解碰撞后2球的速度,所以要测量立柱高h,桌面高H;
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