题目内容
【题目】用半径相同的小球1和小球2的碰撞验证动量守恒定律,实验装置如图所示,斜槽与水平槽圆滑连接。安装好实验装置,在地上铺一张白纸,白纸上铺放复写纸,记下重锤线所指的位置O。
![]()
在做“验证动量守恒定律”的实验时
(1)实验必须满足的条件是______。
A.斜槽轨道必须是光滑的
B.斜槽轨道末端的切线是水平的
C.入射球每次都要从同一高度由静止释放
D.实验过程中,白纸可以移动,复写纸不能移动
(2)实验中要完成的必要步骤是______
填选项前的字母
。
A.用天平测量两个小球的质量
、![]()
B.测量抛出点距地面的高度H
C.用秒表测出小球做平抛运动的时间t
D.分别确定
碰撞前后落地点的位置和
碰后的落地点P、M、N,并用刻度尺测出水平射程OP、OM、ON。
(3)入射小球质量为
,被碰小球质量为
,两小球的质量应满足
______
选填“大于”“小于”或“等于”![]()
(4)若所测物理量满足______表达式则可判定两个小球相碰前后动量守恒。
(5)若碰撞是弹性碰撞,那么所测物理量还应该满足的表达式为______。
【答案】BC AD 大于
【解析】
(1)斜槽的粗糙与光滑不影响实验的效果,只要到达底端时速度相同即行,故A错误;斜槽轨道末端必须水平,保证小球碰撞前速度水平,故B正确;小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下,使得小球与另一小球碰撞前的速度不变,故C正确;实验过程中,白纸不可以移动,故D错误。所以BC正确,AD错误。
(2)本实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外,还需要测量的物理量是两小球的质量,因为可以通过水平位移代表速度的大小,所以不必测量AB的高度和B点离地面的高度。因为平抛运动的时间相等,则水平位移可以代表速度,OP是A球不与B球碰撞平抛运动的位移,该位移可以代表A球碰撞前的速度,OM是A球碰撞后平抛运动的位移,该位移可以代表碰撞后A球的速度,ON是碰撞后B球的水平位移,该位移可以代表碰撞后B球的速度,故选AD。
(3)为了防止入射球反弹,应使入射球的质量大于被碰球的质量;
(4)因为平抛运动的时间相等,则水平位移可以代表速度,OP是A球不与B球碰撞平抛运动的位移,该位移可以代表A球碰撞前的速度,OM是A球碰撞后平抛运动的位移,该位移可以代表碰撞后A球的速度,ON是碰撞后B球的水平位移,该位移可以代表碰撞后B球的速度,当所测物理量满足表达式
,说明两球碰撞遵守动量守恒定律。
(5)若碰撞是弹性碰撞,那么所测物理量还应该满足的表达式为:
;即
。