题目内容
【题目】如图所示为实验室中验证动量守恒的实验装置示意图.
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(1)若入射小球质量为
,半径为
;被碰小球质量为
,半径为
,则(______)
A.
,
B.
, ![]()
C.
,
D.
, ![]()
(2)为完成此实验,以下所提供的测量工具中必需的是________.(填下列对应的字母)
A.直尺 B.游标卡尺 C.天平 D.弹簧秤 E.秒表
(3)设入射小球的质量为
,被碰小球的质量为
,P为碰前入射小球落点的平均位置,则关系式(用
、
及图中字母表示)___________________________成立,即表示碰撞中动量守恒.
【答案】 C AC ![]()
【解析】(1)在小球碰撞过程中,水平方向动量守恒,取向右为正方向,
由动量守恒定律得: ![]()
在碰撞过程中机械能守恒: ![]()
联立解得: ![]()
要碰后入射小球的速度
,则有
,即
,为了使两球发生正碰,两小球的半径相同,即
,选C.
(2)P为碰前入射小球落点的平均位置,M为碰后入射小球的位置,N为碰后被碰小球的位置,小球离开轨道后做平抛运动,运动时间
,即平抛运动的时间相同,碰撞前入射小球的速度
,碰撞后入射小球的速度
,碰撞后被碰小球的速度
,若
,则表明通过该实验验证了两球碰撞过程中动量守恒,将三个速度代入得:
,故需要测量的工具有刻度尺和天平,故选AC;
(3)由(2)可知,实验需要验证的表达式为: ![]()
故答案为:(1). C (2). AC (3). ![]()
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