题目内容
【题目】为了验证碰撞中的动量守恒和检验两个小球的碰撞是否为弹性碰撞,某同学选取了两个体积相同、质量不相等的小球1和2,按下述步骤做了如下实验:
①用天平测出两个小球的质量(分别为m1和m2,且m1>m2);
②按照如图所示的那样,安装好实验装置,将斜槽AB固定在桌边,使槽的末端点的切线水平.将一斜面BC连接在斜槽末端;
③先不放小球2,让小球1从斜槽顶端A处由静止开始滚下,记下小球在斜面上的落点位置E;
④将小球2放在斜槽前端边缘上,让小球1从斜槽顶端A处仍由静止滚下,使它们发生碰撞,记下小球1和小球2在斜面上的落点位置;
⑤用毫米刻度尺量出各个落点位置到斜槽末端点B的距离.图中D、E、F点是该同学记下的小球在斜面上的几个落点位置,到B点的距离分别为LD、LE、LF.
根据该同学的实验,请你回答下列问题:
(1)小球1与2发生碰撞后,1的落点是图中的 点,2的落点是图中的 点.
(2)用测得的物理量来表示,只要满足关系式 ,则说明碰撞中动量是守恒的.
(3)用测得的物理量来表示,只要再满足关系式 ,则说明两小球的碰撞是弹性碰撞.
【答案】(1)D 和 F
(2)
(3)或
【解析】试题分析:(1)小球从斜槽顶端A处由静止开始滚下, 的落点在图中的E点,
(2)碰撞前,小于落在图中的E点,设其水平初速度为.小球和发生碰撞后, 的落点在图中的D点,设其水平初速度为, 的落点是图中的F点,设其水平初速度为.设斜面BC与水平面的倾角为,由平抛运动规律得: ,解得: ,同理可解得: ,所以只要满足即: 则说明两球碰撞过程中动量守恒;
(3)若两小球的碰撞是弹性碰撞,则碰撞前后机械能没有损失.则要满足关系式,即
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