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某同学用如图1所示装置探究A、B两球在碰撞中动量是否守恒.该同学利用平抛运动测量两球碰撞前后的速度,实验装置和具体做法如图1.(1)为了使两球碰撞为一维碰撞,所选两球的直径
题目详情
某同学用如图1所示装置探究A、B两球在碰撞中动量是否守恒.该同学利用平抛运动测量两球碰撞前后的速度,实验装置和具体做法如图1.
(1)为了使两球碰撞为一维碰撞,所选两球的直径关系为:A球的直径___B球的直径(“大于”、“等于”或“小于”);为减小实验误差,在两球碰撞后使A球不反弹,所选用的两小球质量关系应为mA___mB(选填“小于”、“大于”或“等于”);
(2)在以下选项中,哪些是本次实验必须进行的测量?___
A、水平槽上未放B球时,测量A球落点位置到O点的距离
B、A球与B球碰撞后,测量A球与B球落点位置到O点的距离
C、A球和B球在空间飞行的时间
D、测量G点相对于水平槽面的高度
(3)已知mA和mB. E、F、J是实验中小球落点的平均位置,请你根据该同学实验中所选小球和实验的记录纸判断(图2),A球没有碰撞B球时的落点是___点(在E、F、J三个落点中选填),A球与B球碰撞后A球的落点是___点(在E、F、J三个落点中选填).该同学通过实验数据说明在实验中A、B两球碰撞中动量守恒,请你用图2中的字母写出该同学判断动量守恒的表达式是___.
(1)为了使两球碰撞为一维碰撞,所选两球的直径关系为:A球的直径___B球的直径(“大于”、“等于”或“小于”);为减小实验误差,在两球碰撞后使A球不反弹,所选用的两小球质量关系应为mA___mB(选填“小于”、“大于”或“等于”);
(2)在以下选项中,哪些是本次实验必须进行的测量?___
A、水平槽上未放B球时,测量A球落点位置到O点的距离
B、A球与B球碰撞后,测量A球与B球落点位置到O点的距离
C、A球和B球在空间飞行的时间
D、测量G点相对于水平槽面的高度
(3)已知mA和mB. E、F、J是实验中小球落点的平均位置,请你根据该同学实验中所选小球和实验的记录纸判断(图2),A球没有碰撞B球时的落点是___点(在E、F、J三个落点中选填),A球与B球碰撞后A球的落点是___点(在E、F、J三个落点中选填).该同学通过实验数据说明在实验中A、B两球碰撞中动量守恒,请你用图2中的字母写出该同学判断动量守恒的表达式是___.
▼优质解答
答案和解析
(1)为了使两球碰撞为一维碰撞,即实现对心碰撞,则A球的直径等于B球的直径.
在小球碰撞过程中水平方向动量守恒定律,故有mAv0=mAv1+mBv2
在碰撞过程中动能守恒,故有
mAv02=
mAv12+
mBv22
联立解得v1=
v0,要碰后入射小球的速度v1>0,即mA-mB>0,故mA>mB.
(2)根据动量守恒有:mAv0=mAv1+mBv2,因为v0=
,v1=
,v2=
.因为时间相同,可以用水平位移代替速度,所以需要测量水平槽上未放B球时,A球落点位置到O点的距离,A球与B球碰撞后,A球与B球落点位置到O点的距离.故A、B正确.
故选:AB.
(3)A球与B球碰后,A球的速度减小,可知A球没有碰撞B球时的落点是F点,A球与B球碰撞后A球的落点是E点.用水平位移代替速度,动量守恒的表达式为:
mAOF=mAOE+mBOJ.
故答案为:(1)等于,大于 (2)AB. (3)F,E,mAOF=mAOE+mBOJ
在小球碰撞过程中水平方向动量守恒定律,故有mAv0=mAv1+mBv2
在碰撞过程中动能守恒,故有
1 |
2 |
1 |
2 |
1 |
2 |
联立解得v1=
mA-mB |
mA+mB |
(2)根据动量守恒有:mAv0=mAv1+mBv2,因为v0=
x1 |
t |
x2 |
t |
x3 |
t |
故选:AB.
(3)A球与B球碰后,A球的速度减小,可知A球没有碰撞B球时的落点是F点,A球与B球碰撞后A球的落点是E点.用水平位移代替速度,动量守恒的表达式为:
mAOF=mAOE+mBOJ.
故答案为:(1)等于,大于 (2)AB. (3)F,E,mAOF=mAOE+mBOJ
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