题目内容

【题目】如图所示“为探究碰撞中的不变量”的实验装置示意图.

(1)因为下落高度相同的平抛小球(不计空气阻力)的飞行时间相同,所以我们在实验中可以用平抛运动的来替代平抛运动的初速度.
(2)本实验中,实验必须要求的条件是
A.斜槽轨道必须是光滑的
B.斜槽轨道末端点的切线是水平的
C.入射小球每次都从斜槽上的同一位置无初速释放
D.入射球与被碰球满足ma>mb , ra=rb
(3)图中M、P、N分别为入射球与被碰球对应的落点的平均位置,则实验中要验证的关系是
A.maON=maOP+mbOM
B.maOP=maON+mbOM
C.maOP=maOM+mbON
D.maOM=maOP+mbON.

【答案】
(1)水平位移
(2)B,C,D
(3)C
【解析】解:(1)由平抛运动规律y= 可知,当下落高度相同时落地时间相同,再根据x= 可知 = ,所以可以用平抛运动的水平位移来替代平抛运动的初速度;(2)A、本实验必须要求入射小球在每次碰撞前的速度相同,与斜槽是否光滑无关,所以A错误;

B、只有斜槽末端点的切线水平才能保证碰后小球做平抛运动,所以B正确;

C、根据动等定理mgH﹣ = 可知,只有满足入射小球每次都从斜槽上的同一位置无初速释放时,入射速度才能相同,所以C正确;

D、根据弹性碰撞规律,若入射小球质量小于被碰小球的质量时,入射小球要被碰回,所以必须满足

只有满足两小球的半径相同时,碰后两小球的速度才能在一条直线上,所以D正确;

故选BCD(3)根据题意,P点应是小球a没有与b碰撞时的落地位置,M点应是碰后小球a的落地位置,P点应是碰后小球b的落地位置,

根据平均动量守恒定律应有 =

再由OP= ,OM= ,ON=

可得 = + ON

所以C正确,即实验中要验证的关系是C.

所以答案是:(1)水平位移;(2)BCD;(3)C

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