【題目】某同學(xué)用如圖1所示的裝置,利用兩個大小相同的小球做對心碰撞來驗證動量守恒定律,圖中AB是斜槽,BC是水平槽,它們連接平滑,O點為過水平槽末端C的重錘線所指的位置.實驗時先不放置被碰球2,讓球1從斜槽上的某一固定位置G由靜止開始滾下,落到位于水平地面的記錄紙上,留下痕跡,重復(fù)10次,得到球1落點的平均位置為P.然后將球2置于水平槽末端,讓球1仍從位置G由靜止?jié)L下,和球2碰撞,碰后兩球分別在記錄紙上留下各自的痕跡,重復(fù)10次.實驗得到兩小球的落點的平均位置分別為M、N.

(1)在該實驗中,不需要用的器材是下列器材中的 . (單選題、填序號)
A.天平
B.刻度尺
C.秒表
D.大小相同的鋼球和硬橡膠球各一個
(2)在此實驗中,球1的質(zhì)量為m1 , 球2的質(zhì)量為m2 , 需滿足m1m2(選填“大于”、“小于”或“等于”).
(3)被碰球2飛行的水平距離由圖中線段表示.
(4)某次實驗中得出的落點情況如圖2所示,假設(shè)碰撞過程中動量守恒,則入射小球質(zhì)量m1和被碰小球質(zhì)量m2之比為

(5)若該碰撞是彈性碰撞,則線段OM、ON、OP應(yīng)滿足的關(guān)系是:(只用線段OM、ON、OP表示).

【答案】
(1)C
(2)大于
(3)ON
(4)4:1
(5)OP=OM+ON
【解析】解:(1)為了完成實驗,應(yīng)需要兩個大小相等,質(zhì)量不等的兩小球;故需要D;

而在小球碰撞過程中水平方向動量守恒定律,則有:

m1v0=m1v1+m2v2

在做平拋運(yùn)動的過程中由于時間是相等的,所以得:

tm1v0=tm1v1+tm2v2

即:m1OP=m1OM+m2ON

可知,需要使用天平測量小球的質(zhì)量,使用刻度尺測量小球在水平方向的位移;故需要AB;而實驗中不需要秒表,故選C.
(2)在小球碰撞過程中水平方向動量守恒定律故有:m1v0=m1v1+m2v2

在碰撞過程中動能守恒故有: m1v02= m1v12+ m2v22

解得:v1= v0

要碰后入射小球的速度v1>0,即m1﹣m2>0,

所以答案是:大于.(3)1球和2球相撞后,2球的速度增大,1球的速度減小,都做平拋運(yùn)動,豎直高度相同,所以所以碰撞后2球的落地點是N點,所以被碰球2飛行的水平距離由圖中線段ON表示;(4)由圖中數(shù)據(jù)可知,OM=15.5cm;OP=25.5cm;ON=40.0cm;

則代入動量守恒表達(dá)式可知:m1:m2=4:1;(5)設(shè)入射小球質(zhì)量為m1,被碰小球質(zhì)量為m2.碰撞前入射球速度為v0,碰撞后兩球速度分別為v1、v2

根據(jù)動量守恒得和機(jī)械守恒定律得:

m1v0=m1v1+m2v2

m1v02= m1v12+ m2v22

聯(lián)立解得:

v0+v1=v2

三球平拋運(yùn)動時間相同,則得到:

OP+OM=ON,

故:OP=ON﹣OM

所以答案是:(1)C;(2)大于;(3)ON;(4)4:1;(5)OP=OM+ON

練習(xí)冊系列答案
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(1)假定在液態(tài)鈉不流動的條件下,求導(dǎo)管橫截面上由磁場驅(qū)動力所形成的附加壓強(qiáng)p與上述各量的關(guān)系式;
(2)設(shè)液態(tài)鈉中每個自由電荷所帶電荷量為q , 單位體積內(nèi)參與導(dǎo)電的自由電荷數(shù)為n , 求在橫穿液態(tài)鈉的電流I的方向上參與導(dǎo)電的自由電荷定向移動的平均速度 .

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A.甲、乙兩車運(yùn)動過程中某時刻瞬時速度之比為1:2
B.甲、乙兩車運(yùn)動的距離之比為2:1
C.人拉繩所做的功為FL
D.人拉繩所做的功為 FL

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【題目】下列關(guān)于力的說法,正確的是(  )

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A. 軌道上D點的場強(qiáng)大小為

B. 小球剛到達(dá)C點時,其加速度為零

C. 小球剛到達(dá)C點時,其動能為

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B.平衡摩擦力的方法就是,在塑料小桶中添加砝碼,使小車能勻速滑動.
C.每次改變拉小車?yán)蠖夹枰匦缕胶饽Σ亮?/span>
D.實驗中通過在塑料桶中增加砝碼來改變小車受到的拉力
E.每次小車都要從同一位置開始運(yùn)動
F.實驗中應(yīng)先放小車,然后再開打點計時器的電源
(2)某組同學(xué)實驗得出數(shù)據(jù),畫出a﹣F圖象如圖2所示,那么該組同學(xué)實驗中出現(xiàn)的問題可能是
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