题目内容
【题目】如图所示,在做“碰撞中的动量守恒”的实验中,所用钢球质量m1,玻璃球的质量为m2,两球的半径均为r。实验时,钢球从斜槽上同一位置由静止释放,玻璃球置于小支柱上(设两球碰撞为弹性碰撞,小支柱不影响钢球的运动)。某同学重复10次实验得到如下图所示的记录纸,其中O是斜槽末端的投影点。回答下列问题:
(1)P点为_________________落点,M点为___________落点,N为________落点;
(2)安装和调整实验装置的两个主要要求是:______________________________。
测量得OM=x1,OP=x2,ON=x3,则要验证的动量守恒关系式为(用题中所给相关符号表示):_______________。
【答案】 没放玻璃球时,钢球的平均落点或钢球单独滚下时的平均落点 碰撞后,钢球的平均落点 碰撞后,玻璃球的平均落点 斜槽末端保持水平,碰撞时两球球心在同一水平线上
【解析】(1)入射小球和被碰小球相撞后,被碰小球的速度增大,入射小球的速度减小,碰前碰后都做平抛运动,高度相同,落地时间相同,所以P点是没放玻璃球时,钢球的平均落地点,M点是碰后钢球的平均落地点,N点为碰后被碰玻璃球的平均落地点。
(2)为了保证小球做平抛运动,安装轨道时,轨道末端必须水平.否则会引起误差;为了发生对心碰撞,两球的直径需相同且在同一高度,否则会引起误差。碰撞过程中,如果水平方向动量守恒,由动量守恒定律得: ,小球做平抛运动时抛出点的高度相等,它们在空中的运动时间t相等,两边同时乘以时间t, ,由此表达式为: 。
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