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某同学利用如图所示的装置验证动量守恒定律.图中两摆摆长相同,悬挂于同一高度,A、B两摆球均很小,质量之比为1∶2.当两摆均处于自由静止状态时,其侧面刚好接触.向右上方拉动B球使其摆线伸直并与竖直方向成45°角,然后将其由静止释放.结果观察到两摆球粘在一起摆动,且最大摆角为30°.若本实验允许的最大误差为±4%,此实验是否成功地验证了动量守恒定律?
【解析】:设摆球A、B的质量分别为mA、mB,摆长为l,B球的初始高度h1,碰撞前B球的速度为vB.在不考虑摆线质量的情况下,根据题意及机械能守恒定律得h1=l(1-cos45°)①
mBv=mBgh1②
设碰撞前、后两摆球的总动量的大小分别为p1、p2,有
p1=mBvB③
联立①②③式得p1=mB④
同理可得p2=(mB+mB)⑤
联立④⑤式得=⑥
代入已知条件得()2=1.03⑦
由此可以推出||≤4%⑧
所以,此实验在规定的范围内验证了动量守恒定律.
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某同学利用如图所示的装置验证动量守恒定律.图中两摆摆长相同,悬挂于同一高度,A、B两摆球均很小,质量之比为1∶2.当两摆均处于自由静止状态时,其侧面刚好接触.向右上方拉动B球使其摆线伸直并与竖直方向成45°角,然后将其由静止释放.结果观察到两摆球粘在一起摆动,且最大摆角为30°.若本实验允许的最大误差为±4%,此实验是否成功地验证了动量守恒定律?
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【解析】:设摆球A、B的质量分别为mA、mB,摆长为l,B球的初始高度h1,碰撞前B球的速度为vB.在不考虑摆线质量的情况下,根据题意及机械能守恒定律得h1=l(1-cos45°)①
mBv=mBgh1②
设碰撞前、后两摆球的总动量的大小分别为p1、p2,有
p1=mBvB③
联立①②③式得p1=mB④
同理可得p2=(mB+mB)⑤
联立④⑤式得=⑥
代入已知条件得()2=1.03⑦
由此可以推出||≤4%⑧
所以,此实验在规定的范围内验证了动量守恒定律.
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如图所示的装置中,质量为mA的钢球A用细线悬挂于O点,质量为mB的钢球B放在离地面高度为H的小支柱N上。O点到A球球心的距离为L。使悬线在A球释放前张直,且线与竖直线的夹角为α,A球释放后摆动到最低点时恰与B球正碰,碰撞后,A球把轻质指示针OC推移到与竖直线夹角β处,B球落到地面上,地面上铺一张盖有复写纸的白纸D。保持α角度不变,多次重复上述实验,白纸上记录到多个B球的落点。下图中x是B球初始位置到B球平均落点的水平距离;为了探究碰撞中的守恒量,测得mA、mB、α、β、L、H、x等物理量.用测得的物理量表示mAvA= ________________ ;
mAvA′= ______________ ; mBvB′=______________。![]()
如图所示的装置中,质量为mA的钢球A用细线悬挂于O点,质量为mB的钢球B放在离地面高度为H的小支柱N上。O点到A球球心的距离为L。使悬线在A球释放前张直,且线与竖直线的夹角为α,A球释放后摆动到最低点时恰与B球正碰,碰撞后,A球把轻质指示针OC推移到与竖直线夹角β处,B球落到地面上,地面上铺一张盖有复写纸的白纸D。保持α角度不变,多次重复上述实验,白纸上记录到多个B球的落点。下图中x是B球初始位置到B球平均落点的水平距离;为了探究碰撞中的守恒量,测得mA、mB、α、β、L、H、x等物理量.用测得的物理量表示mAvA= ________________ ;
mAvA′= ______________ ; mBvB′=______________。
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