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,将球1拉到A点,同时把球2放在立柱上,由静止释放球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12两球碰撞时动量守恒。现已测出A点离水平桌面的距离为aB点离水平桌面的距离为bC点与桌子边沿间的水平距离为c,此外,还需要测量的量是________________________。据测量的数据,该实验中验证动量守恒的表达式为______

【答案】弹性球1的质量m1 弹性球2的质量m2 立柱高h 桌面高H m1=m1+m2c

【解析】

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m1m2,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

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

m1ga-h=m1v12,解得:v1=;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m1gb-h=m1v22,解得:v2=,碰撞后小球2做平抛运动,有:t=所以2球碰后速度为:v3=

所以该实验中动量守恒的表达式为:m1v1=m2v3+m1v2

代入数据得: m1=m1+m2c

练习册系列答案
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【题目】为了探究加速度与合外力的关系,甲、乙、丙、丁四个实验小组分别采用图甲、图乙、图丙、图丁所示的实验装置,小车总质量用M表示(乙图中M包括小车与传感器,丙图中M包括小车和与小车固连的小滑轮,四个图中的M均相等),钩码总质量用m表示。丁组同学先按图丁将木板有定滑轮的一端垫起,调整木板倾角,使小车恰好带着钩码和纸带一起沿木板向下匀速运动,再保持长木板的倾角不变,取下细绳和钩码,然后接通电源释放小车,使之由静止开始加速运动并在纸带上打点,如图戊所示。重力加速度g已知,试回答下列问题:

1)甲、乙、丙三组实验必须平衡小车和长木板之间的摩擦力的实验小组是________(”“”)

2)甲、乙、丙、丁四组实验时必须满足Mm的实验小组是________(”“”“”)

3)实验时各组同学的操作均完全正确,甲、乙、丙三组同学作出的a-F图线如图己所示(乙组同学所用F为传感器读数,丙组同学所用F为弹簧测力计示数),则甲、乙、丙三组实验对应的图线依次是________________________(A”“BC”)

4)实验时丁组同学操作的小车加速下滑受到的合力F________,该组同学在保持小车质量不变的情况下,通过调整改变小车所受合力,多次实验,由实验数据作出的a-F图线如图庚所示,则小车质量为________ kg

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