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某同学用如图所示的装置做“验证动量守恒定律”的实验,先将球a从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下,在水平地面的记录纸上留下压痕,重复10次,再把同样大小的球b放在斜槽轨
题目详情
某同学用如图所示的装置做“验证动量守恒定律”的实验,先将球a从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下,在水平地面的记录纸上留下压痕,重复10次,再把同样大小的球b放在斜槽轨道水平段的最右端处静止,让球a仍从原固定点由静止开始滚下,且与b球弹性相碰,碰后两球分别落在记录纸上的不同位置,重复10次.(两球都是在斜槽末端处的O点正上方水平飞出,且ma>mb) (1)本实验必须测量的物理量是.( )(填序号字母) A. 小球a、b的质量ma、mb B. 小球a、b的半径r C. 斜槽轨道末端到水平地面的高度H D. 球a的固定释放点到斜槽轨道末端的高度差h E. 小球a、b离开轨道后做平抛运动的飞行时间 F. 记录纸上O点到两小球的平均落点位置A、B、 C的距离 、 、 (2)放上被碰小球,两球(ma>mb)相碰后,小球a、b的平均落点位置依次是图中 点和 点. (3)利用该实验测得的物理量,也可以判断两球碰撞过程中机械能是否守恒.判断的依据是看 与 在误差允许范围内是否相等. |
▼优质解答
答案和解析
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(1)要验证动量守恒,就需要知道碰撞前后的动量,所以要测量两个小球的质量及碰撞前后小球的速度,碰撞前后小球都做平抛运动,速度可以用水平位移代替. 所以需要测量的量为:小球a、b的质量m a 、m b ,记录纸上O点到A、B、C各点的距离 、 、 故选AF (2)a小球和b小球相撞后,b小球的速度增大,a小球的速度减小,所以碰撞后a球的落地点距离O点最近,b小球离O点最远,中间一个点是未放b球时a的落地点,所以相碰后,小球a、b的平均落点位置依次是图中A、C点; (3)B为碰前入射小球落点的位置,A为碰后入射小球的位置,C为碰后被碰小球的位置, 碰撞前入射小球的速度v 1 = ,碰撞后入射小球的速度v 2 = ,碰撞后被碰小球的速度v 3 = , 碰撞前的机械能为: m a v 1 2 碰撞后ab球的总机械能为: m a v 2 2 + m b v 3 2 要验证机械能守恒,则需判断 m a v 1 2 = m a v 2 2 + m b v 3 2 即 故答案为:(1)A、F; (2)A、C;(3) |
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