Question

【題目】“碰撞中的動(dòng)量守恒”實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，讓質(zhì)量為m1的小球A從斜槽上的某一位置自由滾下，與靜止在支柱上質(zhì)量為m2的小球B發(fā)生對(duì)心碰撞.

（1）安裝軌道時(shí)，要求軌道末端____________.

（2）兩小球的質(zhì)量應(yīng)滿足m1____________m2

（3）用游標(biāo)卡尺測(cè)小球直徑時(shí)的讀數(shù)如圖乙所示，則小球的直徑d=___________cm.

（4）實(shí)驗(yàn)中還應(yīng)測(cè)量的物理量是_______

A．兩小球的質(zhì)量m1和m2

B．小球A的初始高度h

C．軌道末端切線離地面的高度H

D．兩小球平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t

E．球A單獨(dú)滾下時(shí)的落地點(diǎn)P與O點(diǎn)距離SOP

F．碰后A、B兩小球的落地點(diǎn)M、N與O點(diǎn)距離SOM和SON

（5）若碰撞中動(dòng)量守恒，根據(jù)圖中各點(diǎn)間的距離，下列式子可能成立的是_______

A． B．

C． D．

（6）若碰撞為彈性碰撞，除動(dòng)量守恒外，還需滿足的關(guān)系式是________.（用所測(cè)物理量的字符表示）

Answer 1

【答案】切線水平 > 1.04 AEF B

【解析】

（1）[1]為了保證每次小球都做平拋運(yùn)動(dòng)，則需要軌道的末端切線水平.

（2）[2]驗(yàn)證碰撞中的動(dòng)量守恒實(shí)驗(yàn)，為防止入射球反彈，入射球的質(zhì)量應(yīng)大于被碰球的質(zhì)量，即m1>m2.

（3）[3]游標(biāo)卡尺的游標(biāo)是10分度的，其精確度為0.1mm，則圖示讀數(shù)為：10mm+4×0.1mm=10.4mm=1.04cm.

（4）[4]小球離開軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)，它們拋出點(diǎn)的高度相同，在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t相等，兩球碰撞動(dòng)量守恒，有：

，

兩邊同時(shí)乘以時(shí)間t，則

，

根據(jù)落點(diǎn)可化簡(jiǎn)為：

，

則實(shí)驗(yàn)還需要測(cè)出：兩小球的質(zhì)量m1和m2；球A單獨(dú)滾下時(shí)的落地點(diǎn)P與O點(diǎn)距離SOP

F；碰后A、B兩小球的落地點(diǎn)M、N與O點(diǎn)距離SOM和SON；故填AEF.

（5）[5]根據(jù)動(dòng)量守恒：

移項(xiàng)化簡(jiǎn)有：

，

即：

.

故填B.

（6）[6]若兩球?yàn)閺椥耘鲎玻瑵M足機(jī)械能守恒：

速度用平拋的水平位移代換后，可得：

.