Question

11．在用如圖甲所示的裝置研究碰撞中的動(dòng)量守恒的實(shí)驗(yàn)中：

①用游標(biāo)卡尺測(cè)量直徑相同的入射球與被碰球的直徑，測(cè)量結(jié)果如圖乙所示，該球直徑為2.14cm．
②實(shí)驗(yàn)中小球的落點(diǎn)情況如圖丙所示，入射球A與被碰球B的質(zhì)量比M_A：M_B=3：2，則實(shí)驗(yàn)中碰撞結(jié)束時(shí)刻兩球動(dòng)量大小之比p_A：p_B=1：2．

Answer 1

分析 ①游標(biāo)卡尺的精度是0.1mm，游標(biāo)卡尺的讀數(shù)等于主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù)，不需估讀．
②碰撞后入射小球落在M點(diǎn)，被碰小球落在N點(diǎn)，兩球在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，通過(guò)水平位移之比得出速度之比，從而求出動(dòng)量大小之比．

解答 解：①根據(jù)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法可知：球的直徑為 d=21mm+0.1×4mm=21.4mm=2.14cm．
②碰撞結(jié)束后，入射小球的水平位移x_A=OM=13.5cm．被碰小球的水平位移為：
x_B=ON-d=42.64cm-2.14cm=40.5cm．
碰撞后兩球在水平方向上都做勻速直線運(yùn)動(dòng)，時(shí)間相等，由v=$\frac{x}{t}$，則得：碰撞后速度之比：$\frac{{v}_{A}}{{v}_{B}}$=$\frac{{x}_{A}}{{x}_{B}}$=$\frac{13.5}{40.5}$=$\frac{1}{3}$
由題意，m_A：m_B=3：2，根據(jù)P=mv知，碰撞結(jié)束后兩球的動(dòng)量大小之比為 1：2．
故答案為：2.14；1：2．

點(diǎn)評(píng) 本題考查根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律分析動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)；解決本題的關(guān)鍵知道碰后小球做平拋運(yùn)動(dòng)，水平位移之比等于速度之比