题目内容

【题目】某同学用如图所示的装置做验证动量守恒定律的实验.先将a球从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下,在水平地面上的记录纸上留下压痕,重复10次;再把同样大小的b球放在斜槽轨道末水平段的最右端上,让a球仍从固定点由静止开始滚下,和b球相碰后,两球分别落在记录纸的不同位置处,重复10次.

(1)本实验必须测量的物理量有_________

A.斜槽轨道末端距水平地面的高度H

B.小球ab的质量mamb

C.小球ab的半径r

D.小球ab离开斜槽轨道末端后平抛飞行的时间t

E.记录纸上O点到ABC各点的距离OAOBOC

Fa球的固定释放点到斜槽轨道末端水平部分间的高度差h

(2)某同学在做实验时,测量了过程中的各个物理量,利用上述数据验证,若两球相碰前后的动量守恒,其表达式可表示为________________________[(1)中测量的量表示]若碰撞是弹性碰撞,那么还应满足的表达式为___________[(1)中测量的量表示]

【答案】 (1)BE (2) ma·OB= ma·OAmb·OC ma·OB2= ma·OA2mb·OC2

【解析】(1)小球离开轨道后做平抛运动,小球在空中的运动时间t相等,如果碰撞过程动量守恒,则有:mav0=mavA+mbvB
两边同时乘以时间t得:mav0t=mavAt+mbvBt,则maOB=maOA+mbOC,
因此A实验需要测量:两球的质量,两球做平抛运动的水平位移,故选BE.

(2)实验需要验证的表达式为:maOB=maOA+mbOC.

若为弹性碰撞,则碰撞前后系统动能相同,则有: mav02=mavA2+mbvB2
将即满足关系式:maOA2+mbOC2=maOB2

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