题目内容
【题目】如图为验证动量守恒定律的实验装置,实验中选取两个半径相同、质量不等的小球,按下面步骤进行实验:
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①用天平测出两个小球的质量分别为
和
;
②安装实验装置,将斜槽
固定在桌边,使槽的末端切线水平,再将一斜面
连接在斜槽末端;
③先不放小球
,让小球
从斜槽顶端
处由静止释放,标记小球在斜面上的落点位置
;
④将小球
放在斜槽末端
处,仍让小球
从斜槽顶端
处由静止释放,两球发生碰撞,分别标记小球
、
在斜面上的落点位置;
⑤用毫米刻度尺测出各落点位置到斜槽末端
的距离,图中
、
、
点是实验过程中记下的小球在斜面上的三个落点位置,从
、
、
到
点的距离分别为
、
、
。依据上述实验步骤,请回答下面问题:
(1)两小球的质量
、
应满足
__
(填写“
”“=”或“
” ![]()
(2)小球
与
发生碰撞后,
的落点是图中__点,
的落点是图中__点
(3)用题目中给出的符号来表示,只要满足关系式__,就能说明两球碰撞前后动量是守恒的
【答案】
【解析】
(1)[1]为了保证碰后一起向前运动,必须满足
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(2)[2][3]由于
![]()
两球碰撞后,
的速度比
自由滚下时的速度还要大,
的速度减小,因此
落到M点,而
落到N点。
(3)[4]设斜面倾角为
,物体落到斜面上距离抛出点S时,根据平抛运动
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![]()
整理得
①
碰撞过程中满足动量守恒
②
小球都做平抛运动,由①式结论可得
,
,![]()
代入②式整理得
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