题目内容
【题目】如图所示为验证动量守恒的实验装置示意图.
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若入射小球质量为
,半径为
;被碰小球质量为
,半径为
则______
A.![]()
C.![]()
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
游标卡尺
天平
弹簧秤
秒表
设入射小球的质量为
,被碰小球的质量为
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)为了保证碰撞前后使入射小球的速度方向不变,故必须使入射小球的质量大于被碰小球的质量。为了使两球发生正碰,两小球的半径相同;
(2)两球做平抛运动,由于高度相等,则平抛的时间相等,水平位移与初速度成正比,把平抛的时间作为时间单位,小球的水平位移可替代平抛运动的初速度。将需要验证的关系速度用水平位移替代。
(1)在小球碰撞过程中水平方向动量守恒定律故有m1v0=m1v1+m2v2
在碰撞过程中动能守恒故有
m1v02=
m1v12+
m2v22
解得v1=
v0
要碰后入射小球的速度v1>0,即m1-m2>0,m1>m2,为了使两球发生正碰,两小球的半径相同,r1=r2,故选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,碰撞前入射小球的速度v1=
;碰撞后入射小球的速度v2=
;碰撞后被碰小球的速度v3=
;若m1v1=m2v3+m1v2则表明通过该实验验证了两球碰撞过程中动量守恒,代入数据得:m1
=m1
+m2
,所以需要测量质量和水平位移,用到的仪器是直尺、天平;故选AC。
(3)若关系式m1
=m1
+m2
成立,即表示碰撞中动量守恒.
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