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【题目】用半径相同的小球1和小球2的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。安装好实验装置,在地上铺一张白纸,白纸上铺放复写纸,记下重锤线所指的位置O在做验证动量守恒定律的实验时

1)实验必须满足的条件是______

A.斜槽轨道必须是光滑的

B.斜槽轨道末端的切线是水平的

C入射球每次都要从同一高度由静止释放

D.实验过程中,白纸可以移动,复写纸不能移动

2)入射小球质量为,被碰小球质量为,两小球的质量应满足m1_____m2(选填大于”“小于等于”)

3)实验中要完成的必要步骤是____________________(填选项前的字母)。

A.用天平测量两个小球的质量m1m2

B.测量抛出点距地面的高度H

C.用秒表测出小球做平抛运动的时间t

D.分别确定m1碰撞前后落地点的位置和m2碰后的落地点PMN,并用刻度尺测出水平射程OPOMON

4)若所测物理量满足表达式____________________________则可判定两个小球相碰前后动量守恒。

5)若碰撞是弹性碰撞,那么所测物理量还应该满足的表达式为___________________

6)一个运动的球与一个静止的球碰撞,如果碰撞之前球的运动速度与两球心的连线不在同一条直线上,碰撞之后两球的速度都会偏离原来两球心的连线。这种碰撞称为非对心碰撞。如图A 球以速度v1与同样质量且处于静止的 B 球发生弹性碰撞。某同学判断碰后两个球的运动方向一定垂直。你同意他的判断吗?说出你的理由。

【答案】 BC AD 同意 只有垂直才满足即满足动能守恒

【解析】(1)斜槽的粗糙与光滑不影响实验的效果,只要到达底端时速度相同即行.故A错误;斜槽轨道末端必须水平,保证小球碰撞前速度水平.故B正确;小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下,使得小球与另一小球碰撞前的速度不变.故C正确;实验过程中,白纸不可以移动.故D错误.故选BC.
(2)根据动量守恒定律可知若入射小球的质量小于被碰球的质量,则入射小球可能被碰回,所以入射球质量必须大于被碰球质量,m1>m2

(3)(4)本实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外,还需要测量的物理量是两小球的质量,因为可以通过水平位移代表速度的大小,所以不必测量AB的高度和B点离地面的高度.因为平抛运动的时间相等,则水平位移可以代表速度,OPA球不与B球碰撞平抛运动的位移,该位移可以代表A球碰撞前的速度,OMA球碰撞后平抛运动的位移,该位移可以代表碰撞后A球的速度,ON是碰撞后B球的水平位移,该位移可以代表碰撞后B球的速度,故选AD.当所测物理量满足表达式m1OP=m1OM+m2ON,说明两球碰撞遵守动量守恒定律.

5若碰撞是弹性碰撞,那么所测物理量还应该满足的表达式为: m1OP2=m1OM2+m2ON2,即m1OP2=m1OM2+m2ON2

6同意;因为只有两球的速度垂直时,才满足 ,即满足动能守恒.

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