题目内容
【题目】某位同学用如图所示装置,通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律。
(1)实验中必须满足的条件是___。
A.斜槽轨道尽量光滑以减小误差
B.斜槽轨道末端的切线必须水平
C.入射球A每次必须从轨道的同一位置由静止滚下
D.两球的质量必须相等
(2)测量所得入射球A的质量为mA,被碰撞小球B的质量为mB,图中O点是小球抛出点在水平地面上的垂直投影,实验时,先让入射球A从斜轨上的起始位置由静止释放,找到其平均落点的位置P,测得平抛射程为|OP|;再将入射球A从斜轨上起始位置由静止释放,与小球B相撞,分别找到球A和球B相撞后的平均落点M、N,测得平抛射程分别为|OM|和|ON|。
当所测物理量满足表达式________时,即说明两球碰撞中动量守恒;
如果满足表达式________时,则说明两球的碰撞为弹性碰撞。
【答案】BC mA|OP|=mA|OM|+mB|ON| mA|OP|2=mA|OM|2+mB|ON|2
【解析】
(1)[1]. A.斜槽轨道没必要必须光滑,只要小球到达低端的速度相同即可,选项A错误;
B.斜槽轨道末端的切线必须水平,以保证小球到达低端时速度方向水平,选项B正确;
C.入射球A每次必须从轨道的同一位置由静止滚下,以保证小球到达低端的速度相同,选项C正确;
D.为保证小球碰后不被反弹,入射小球的质量必须大于被碰小球的质量,选项D错误;
(2)[2].小球离开轨道后做平抛运动,由于小球抛出点的高度相同,它们在空中的运动时间t相等,它们的水平位移x与其初速度成正比,可以用小球的水平位移代替小球的初速度,若两球相碰前后的动量守恒,则有:
mAv0=mAv1+mBv2
又
|OP|=v0t,|OM|=v1t,|ON| =v2t,
整理得:
mA|OP|=mA|OM|+mB|ON|
[3].若碰撞是弹性碰撞,则机械能守恒,由机械能守恒定律得:
将|OP|=v0t,|OM|=v1t,|ON| =v2t,整理得:
mA|OP|2=mA|OM|2+mB|ON|2;
【题目】某实验小组做“探究弹力与弹簧伸长量的关系”的实验,实验时,先把弹簧平放在桌面上,用直尺测出弹簧的原长,再把弹簧竖直悬挂起来,在下端挂钩码,每增加一只钩码记下对应的弹簧长度L,数据记录如下表所示:
钩码个数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
弹力F/N | 1.0 | 2.0 | 3.0 | 4.0 | 5.0 |
弹簧的长度L/cm | 7.0 | 9.0 | 11.0 | 13.0 | 15.0 |
(1)根据表中数据在图中作出图线;
(______)
(2)由此图线可得,该弹簧劲度系数_________;
(3)图线与L轴的交点坐标大于L0的原因是_____.