题目内容
【题目】某同学利用如图甲所示的装置测量轻质弹簧的弹性势能,将轻质弹簧放置在光滑水平桌面上,左端固定,右端与一个小球生接触但不栓接调整左端位置并固定,使弹簧处于原长时,小球恰好位于桌子边缘O点向左推小球至C点后由静止释放,小球离开桌面后落到水平地面的P点,测得OP距离为X。
另一同学也利用这套实验装置维续验证碰撞时动量是否守恒,如图乙所示他在桌子边缘放置另一半径相同、质量为m2的小球B,仍然将质量为m1的小球A推至C点后由静止释放,A球与B球碰后分别落在水平地面上的M点和N点,测得M和N点到桌子边缘的水平距离分别为X1、X2
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(1)此实验应注意的几个细节,正确的是:______;
A.平台要求尽可能的光滑和水平
B.实验中要多次改变CO间距离重复试验,以减小实验误差
C.为了保证入射球碰撞后不反弹,则要求入射球质量更大
D.此实验还需要测量两球心距水平地面的高度h
E.实验中两小球应该等体积且密度越小越好
(2)若两球碰撞前后的动量守恒,则应该满足表达式______;
(3)若还满足表达式m1x2=m1x
+m2x
,则实验中两小球的碰撞为______碰撞;
【答案】AC m1x=m1x1+m2x2 弹性
【解析】
(1)平台要求尽可能的光滑和水平,以减小摩擦阻力的影响,故A正确;实验中不能改变CO间距,以保住小球A碰撞前初速度不变,故B错误;为了保证入射球碰撞后不反弹,则要求入射球质量更大,故C正确;两球碰撞后均做平抛运动,平抛的初速度为
,竖直高度相同,则下落时间相等,故只需要测量平抛的水平位移而不需要测量竖直高度,故D错误;实验中两小球应该等体积且密度越大越好,以减小阻力的影响,故E错误;故选AC。
(2)两球碰撞后做平抛运动,它们抛出点的高度相等,在空中的运动时间t相等,
碰撞过程动量守恒,则有:m1v=m1v1+m2v2
x=vt,x1=v1t,x2=v2t
应该满足表达式为:m1x=m1x1+m2x2。
(3)若还满足表达式m1x2=m1x12+m2x22,即
,所以系统机械能守恒。则实验中两小球的碰撞为弹性.