题目内容

11.在用如图甲所示的装置研究碰撞中的动量守恒的实验中:

①用游标卡尺测量直径相同的入射球与被碰球的直径,测量结果如图乙所示,该球直径为2.14cm.
②实验中小球的落点情况如图丙所示,入射球A与被碰球B的质量比MA:MB=3:2,则实验中碰撞结束时刻两球动量大小之比pA:pB=1:2.

分析 ①游标卡尺的精度是0.1mm,游标卡尺的读数等于主尺读数加上游标读数,不需估读.
②碰撞后入射小球落在M点,被碰小球落在N点,两球在水平方向上做匀速直线运动,通过水平位移之比得出速度之比,从而求出动量大小之比.

解答 解:①根据游标卡尺的读数方法可知:球的直径为 d=21mm+0.1×4mm=21.4mm=2.14cm.
②碰撞结束后,入射小球的水平位移xA=OM=13.5cm.被碰小球的水平位移为:
xB=ON-d=42.64cm-2.14cm=40.5cm.
碰撞后两球在水平方向上都做匀速直线运动,时间相等,由v=$\frac{x}{t}$,则得:碰撞后速度之比:$\frac{{v}_{A}}{{v}_{B}}$=$\frac{{x}_{A}}{{x}_{B}}$=$\frac{13.5}{40.5}$=$\frac{1}{3}$
由题意,mA:mB=3:2,根据P=mv知,碰撞结束后两球的动量大小之比为 1:2.
故答案为:2.14;1:2.

点评 本题考查根据平抛运动规律分析动量守恒定律的实验;解决本题的关键知道碰后小球做平抛运动,水平位移之比等于速度之比

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