题目内容
【题目】某小组用如图所示的装置验证动量守恒定律,圆弧形轨道固定在粗糙水平面上,其下端切线水平,
、
两球半径相同。实验时,先测出
、
两球的质量
、
,让
球多次从圆弧形轨道上某一位置由静止释放,记下其在水平面上滑行距离的平均值
,然后把球
静置于圆弧形轨道下端切点处,并将球
从轨道上同一位置由静止释放,并与球
相碰,重复多次。两球在水平面上运动的加速度大小相同。
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(1)为了尽可能减小实验误差和使实验顺利进行,下列要求正确的是____________;
A.
球的质量应远小于
球的质量
B.圆弧形轨道应尽可能光滑
C.实验还应测量出
球释放的初始位置到水平地面的竖直距离![]()
D.实验还应测量出碰撞后
、
球在水平面上滑行的距离
和![]()
(2)若碰撞前后
、
组成的系统动量守恒,则动量守恒的表达式为
_______;
(3)若
,
,
,且
、
碰撞时为弹性碰撞,则碰后
球滑行的距离为_____
。
【答案】D
0.5
【解析】
(1)[1]碰撞后两球做减速运动,设碰撞后的速度为:
,
,由动能定理得
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解得
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如果碰撞过程动量守恒,则
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整理得
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所以实验需要测量碰撞后A、B球在水平面滑行的距离:
、
。故选D。
(2)[2]动量守恒的表达式为
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(3)[3]根据
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代入数据解得
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