题目内容
【题目】在研究“碰撞中动量守恒”的实验中,实验装置如图所示:
(1)若两个半径相同的小球A与B的质量之比,则入射球应选_______(选填mA或mB)。
(2)实验中可能引起误差的是(______)
A.斜槽轨道有摩擦
B.轨道末端切线不水平
C.碰撞时两球心不在同一高度
D.落点位置不是平均位置
(3)若入射球质量为m1,被碰球质量为m2,小球半径均为r,各落点位置如图(乙)所示,其中O为轨道末端所装重锤线的投影点,并测得OM = a,OP = b,ON = c,则碰撞中动量守恒的表达式可写为______________________________________________。
【答案】 ; BCD; ;
【解析】
实验是要验证两个小球碰撞过程系统动量守恒,为防止小球反弹,还要保证入射球质量要大于被碰球质量;实验要验证两个小球系统碰撞过程动量守恒,即要验证,可以通过平抛运动将速度的测量转化为水平射程的测量;
解:(1)本实验中为了防止入射球反弹,应用质量大的球去撞击质量轻的小球,故入射球选择mB;
(2)A、本实验中通过平抛运动规律求解碰前的速度,每次入射球必须从同一高度由静止释放,保证碰前的速度相同即可,不需要斜槽光滑,故A错误;
B、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,故B正确;
C、为了发生对心碰撞,两球的直径需相同,若不在同一高度,会引起误差,故C正确;
D、在本实验中落点有会有多个点,为了准确,应取落点位置的平均位置,否则会出现较大的误差,故D正确;
故选BCD;
(3)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,则有:,所以表达式为:;