Question

如圖所示，用“碰撞實驗器”可以驗證動量守恒定律，即研究兩個小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關系．

①關于本實驗下列說法正確的是：                       

A．入射小球的質(zhì)量應比被碰小球質(zhì)量大                                                                                                                                                                 

B．小球與斜槽間的摩擦對實驗沒有影響

C．入射球必須從同一高度釋放

D. 斜槽一定要固定好，末端切線不需要調(diào)節(jié)水平

②圖中O點是小球拋出點在地面上的垂直投影．實驗時，先讓入射球m₁多次從斜軌上S位置靜止釋放，找到其平均落地點的位置P，測量平拋射程OP.

然后，把被碰小球m₂靜置于軌道的水平部分，再將入射球m₁從斜軌S位置靜止釋放，與小球m₂相撞，并多次重復．

接下來要完成的必要步驟是______．(填選項的符號)

A．用天平測量兩個小球的質(zhì)量m₁、m₂

B．測量小球m₁開始釋放高度h

C．測量拋出點距地面的高度H

D．分別找到m₁、m₂相碰后平均落地點的位置M、N

E．測量平拋射程OM、ON

③若兩球相碰前后的動量守恒，其表達式可表示為________________________(用②中測量的量表示)；

④經(jīng)測定，m₁＝45.0 g，m₂＝7.5 g，小球落地點的平均位置距O點的距離分別為35.20cm、44.80cm、55.68cm如圖所示．

 

實驗結果說明，碰撞前、后總動量的比值為________．

⑤有同學認為，在上述實驗中僅更換兩個小球的材質(zhì)，其他條件不變，可以使被碰小球做平拋運動的射程增大．請你用④中已知的數(shù)據(jù)，分析和計算出被碰小球m₂平拋運動射程ON的最大值為 ________ cm.

 

 

Answer 1

【答案】

①ABC    ② ADE或DEA或DAE

③m₁·OM＋m₂·ON＝m₁·OP　�、堋�1～1.01�、�76.8

【解析】①被碰小球碰撞前后的時間僅由下落高度決定，兩球下落高度相同，時間相同，所以水平速度可以用水平位移數(shù)值表示．

②本實驗需要測量的量有兩小球的質(zhì)量m₁、m₂和平拋射程OM、ON，顯然要確定兩小球的平均落點M和N的位置．

③碰撞過程中，動量守恒，即碰撞前的動量m₁·OP等于碰撞后的動量m₁·OM＋m₂·ON；

④把測量的小球的質(zhì)量以及圖中的距離代入動量守恒公式中，就可以得出結果．

⑤當碰撞為彈性碰撞時，被碰小球射程最大，把數(shù)據(jù)代入③中的兩個方程，可以得出結果．