1、
如图,用“碰撞试验器”可以动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系.
①试验中,直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的.但是,可以通过仅测量______(填选项前的序号),间接地解决这个问题
a . 小球开始释放高度h
a . 小球抛出点距地面的高度H
c . 小球做平抛运动的射程
②图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影,实验时,先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放,找到其平均落地点的位置P , 测量平抛射程OP , 然后,把被碰小球m2静止于轨道的水平部分,再将入射小球m1从斜轨上S位置静止释放,与小球m2相撞,并多次重复.椐图可得两小球质量的关系为______ , 接下来要完成的必要步骤是______(填选项的符号)
a . 用天平测量两个小球的质量m1、m2
a . 测量小球m1开始释放高度h
c . 测量抛出点距地面的高度h
d . 分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N
e.测量平抛射程OM , ON
③若两球相碰前后的动量守恒,其表达式可表示为______(用②中测量的量表示)若碰撞是弹性碰撞.那么还应满足的表达式为______(用②中测量的量表示).
c;m1>m2;ade;m1?OM+m2?ON=m1OP;m1?OM2+m2?ON2=m1OP2
①动量守恒定律实验中,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系,直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的,根据平抛运动规律,若落地高度不变,则运动时间不变,因此可以用水平射程大小来体现速度速度大小,故需要测量水平射程,故AA错误,C正确.②碰撞过程中动量、能量均守恒,因此有:m1v0=m1v1+m2v2 ,因此有: ,因此要使入射小球m1碰后不被反弹,应该满足m1>m2 . 实验时,先让入射球ml多次从斜轨上S位置静止释放,找到其平均落地点的位置P , 测量平抛射程OP . 然后,把被碰小球m2静置于轨道的水平部分,再将入射球ml从斜轨上S位置静止释放,与小球m2相碰,并多次重复.测量平均落点的位置,找到平抛运动的水平位移,因此步骤中D、E是必须的,而且D要在E之前.至于用天平秤质量先后均可以.故选:ade.③根据平抛运动可知,落地高度相同,则运动时间相同,设落地时间为t , 则: , , ,而动量守恒的表达式是:m1v0=m1v1+m2v2若两球相碰前后的动量守恒,则需要验证表达式m1•OM+m2•ON=m1•OP即可.若为弹性碰撞,则碰撞前后系统动能相同,则有:,将即满足关系式:m1•OM2+m2•ON2=m1OP2 . 所以答案是:①C , ②m1>m2 , ADE,③m1•OM+m2•ON=m1OP , m1•OM2+m2•ON2=m1OP2
【考点精析】掌握动量守恒定律是解答本题的根本,需要知道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.
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