[题目]用半径均为r的小球1和小球2做碰撞验证动量守恒定律.实验装置如图所示.斜槽与水平槽圆滑连接.安装固定好实验装置.竖直挡板上铺一张白纸.白纸上铺放复写纸.用夹子固定住.小球圆心与O点位置等高.接下来的实验步骤如下:步骤1:不放小球2.让小球1从斜槽上A点由静止滚下.并碰上竖直挡板.重复多次.用尽可能小的圆.把小球的所有落点圈在� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】用半径均为r的小球1和小球2做碰撞验证动量守恒定律，实验装置如图所示，斜槽与水平槽圆滑连接。安装固定好实验装置，竖直挡板上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，用夹子固定住，小球圆心与O点位置等高。接下来的实验步骤如下：

步骤1：不放小球2，让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并碰上竖直挡板。重复多次，用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置P；

步骤2：把小球2放在斜槽前端边缘位置B，让小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞。重复多次，并使用与（1）同样的方法标出碰撞后两小球落点的平均位置N、M；

步骤3：用毫米刻度尺测得O点与M、P、N三点的竖直方向的距离分别为h1、h2、h3。

（1）设球1和球2的质量为m1、m2，则关于步骤2中的说法，正确的是（_____）

A．球1、球2的落点分别是N、M B．球1、球2的落点分别是M、N

C．如果两球质量相等，则球2的落点介于ON之间 D．球1的质量应该小于球2的质量

（2）当所测物理量满足下列表达式（_____）时，即说明两球碰撞遵守动量守恒定律。

A．

B．

C．

D．

【答案】B A

【解析】

（１）[1]．AB、小球离开轨道后做平抛运动，小球在水平方向的位移d相等，小球做平抛运动的时间为：

小球在竖直方向的位移为：

由于g、d都相等，小球的初速度v0越大，小球下落的高度h越小，两球碰撞后入射球1的速度小于被碰球2的速度，因此球1的竖直分位移大于球2的竖直分位移，由图示可知，球1、球2的落点分别是：M、N，故A错误，B正确；
C、如果两球质量相等，两球发生弹性碰撞后两球交换速度，碰撞后球1静止、球2做平抛运动，球2的落点为P，故C错误；
D、为防止入射球反弹，球1的质量应大于球2的质量，故D错误；
（2）[2]．小球离开轨道后做平抛运动，
水平方向：

d=v0t

竖直方向：

解得：

由题意可知，碰撞前球1的速度为：

碰撞后球1的速度为：

碰撞后球2的速度为：

碰撞过程系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：

m1v0=m1v1+m2v2

整理得：

故选A.

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回答下列问题：

（1）本实验中可认为，弹簧被压缩后的弹性势能Ep与小球抛出时的动能Ek相等．已知重力加速度大小为g．为求得Ek，至少需要测量下列物理量中的________（填正确答案标号）．

A．小球的质量m

B．小球抛出点到落地点的水平距离s

C．桌面到地面的高度h

D．弹簧的压缩量Δx

E．弹簧原长l0

（2）用所选取的测量量和已知量表示Ek，得Ek＝___________．

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B．先释放纸带，后接通电源

C．释放纸带同时接通电源

D．先接通电源或先释放纸带都可以

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