Question

11．“探究碰撞中的不变量”的实验中，入射小球m₁=15g，原来静止的被碰小球m₂=10g，由实验测得它们在碰撞前后的x-t图象如图所示，由图可知，入射小球碰撞前的m₁v₁是0.015 kg•m/s，入射小球碰撞后的m₁v₁′是0.0075 kg•m/s，被碰小球碰撞后的m₂v₂′是0.0075 kg•m/s．由此得出结论碰撞中mv的矢量和是守恒量．

Answer 1

分析 由速度图象求出小球的位移与对应的时间，由速度公式求出小球的速度，然后根据动量的计算公式求出小球的动量，最后分析实验数据得出实验结论．

解答 解：由图象可知，碰前入射小球的速度：
v₁=$\frac{{s}_{1}}{{t}_{1}}$=$\frac{0.2m}{0.2s}$=1m/s，
碰后入射球的速度：
v₁′=$\frac{{s}_{1}′}{{t}_{1}′}$=$\frac{0.3m-0.2m}{0.4s-0.2s}$=0.5m/s，
被碰球碰后的速度：
v₂=$\frac{{s}_{2}}{{t}_{2}}$=$\frac{0.35m-0.2m}{0.4s-0.2s}$=0.75m/s，
入射球碰前的动量：p=m₁v₁=0.015kg•m/s，
入射小球碰撞后的m₁v₁′=0.0075kg/s，
被碰小球碰撞后的：m₂v₂=0.0075kg•m/s，
碰后系统的总动量：p′=m₁v₁′+m₂v₂′=0.015kg•m/s．
通过计算发现：两小球碰撞前后的动量相等，即：碰撞中mv的矢量和是守衡的量．
故答案为：0.015kg•m/s；0.0075kg•m/s；0.0075kg•m/s；碰撞中mv的矢量和是守衡的量．

点评 本题考查了实验数据分析，由图象求出小球的位移与对应的时间，应用速度公式与动量的计算公式即可正确解题．