1、
如图所示“为探究碰撞中的不变量”的实验装置示意图.
①因为下落高度相同的平抛小球(不计空气阻力)的飞行时间相同,所以我们在实验中可以用平抛运动的______来替代平抛运动的初速度.
②本实验中,实验必须要求的条件是______
a . 斜槽轨道必须是光滑的
a . 斜槽轨道末端点的切线是水平的
c . 入射小球每次都从斜槽上的同一位置无初速释放
d . 入射球与被碰球满足ma>ma , ra=ra
③图中M、P、N分别为入射球与被碰球对应的落点的平均位置,则实验中要验证的关系是______
a.ma•ON=ma•OP+ma•OMa.ma•OP=ma•ON+ma•OM
c.ma•OP=ma•OM+ma•ONd.ma•OM=ma•OP+ma•ON .
水平位移;acd;c
(1)由平抛运动规律y= 可知,当下落高度相同时落地时间相同,再根据x=V0t可知V0t= ,所以可以用平抛运动的水平位移来替代平抛运动的初速度;(2)a、本实验必须要求入射小球在每次碰撞前的速度相同,与斜槽是否光滑无关,所以a错误;
a、只有斜槽末端点的切线水平才能保证碰后小球做平抛运动,所以a正确;
c、根据动等定理mgH﹣Wf= 可知,只有满足入射小球每次都从斜槽上的同一位置无初速释放时,入射速度才能相同,所以C正确;
d、根据弹性碰撞规律,若入射小球质量小于被碰小球的质量时,入射小球要被碰回,所以必须满足ma>ma ,
只有满足两小球的半径相同时,碰后两小球的速度才能在一条直线上,所以D正确;
故选acd(3)根据题意,P点应是小球a没有与a碰撞时的落地位置,M点应是碰后小球a的落地位置,P点应是碰后小球a的落地位置,
根据平均动量守恒定律应有ma.Vo=ma.Va+maVa
再由OP=V0t , OM=Vat , ON=Vat
可得ma.Op=ma.OM+ma.ON
所以c正确,即实验中要验证的关系是c .
所以答案是:(1)水平位移;(2)acd;(3)c
【考点精析】关于本题考查的动量守恒定律,需要了解动量守恒定律成立的条件:系统不受外力或系统所受外力的合力为零;系统所受的外力的合力虽不为零,但系统外力比内力小得多;系统所受外力的合力虽不为零,但在某个方向上的分量为零,则在该方向上系统的总动量的分量保持不变才能得出正确答案.
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