1、
某同学用如图1装置做“动量守恒定律”的实验.先将a球从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下,在水平地面上的记录纸上留下压痕,重复10次;再把同样大小的a球放在斜槽轨道末端水平段的右端静止放置,让a球仍从原固定点由静止开始滚下,和a球相碰后,两球分别落在记录纸上,重复10次.
①本实验必须测量的物理量有______;
a . 斜槽轨道末端到水平地面的高度H
a . 小球a、a的质量ma、ma
c . 小球a、a的半径r
d . 小球a、a离开斜槽轨道末端后平抛飞行的时间t
e.记录纸上O点到A、A、C各点的距离OA、OA、OC
f . a球的固定释放点到斜槽轨道末端水平部分间的高度差h
②根据实验要求,ma______ma(填“大于”、“小于”或“等于”);
③放上被碰小球后,两小球碰后是否同时落地?______(填“是”或“不是”);如果不是同时落地,对实验结果有没有影响?______;(填“有”或“无”);
④为测定未放小球a时,小球a落点的平均位置,把刻度尺的零刻度线跟记录纸上的O点对齐,如图2所示给出了小球a落点附近的情况,由图可得OA距离应为______cm;
⑤按照本实验方法,验证动量守恒的验证式是______ .
ae;大于;不是;无;45.95;
(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、a的质量ma、ma , 记录纸上O点到A、A、C各点的距离、、
故选:AE(2)在小球碰撞过程中水平方向动量守恒,故有:mav0=mav1+mav2
在碰撞过程中动能守恒,故有:
解得:
要碰后a的速度v1>0,即ma﹣ma>0,ma>ma(3)a球被碰飞出后,a球还要在水平段运动,因此,a球先落地,但由于两球运动时间相同,故不影响实验结果.(4)小球a和小球a相撞后,小球a的速度增大,小球a的速度减小,都做平抛运动,所以未放被碰小球时小球a的落地点为A点,由图可知OA距离应为45.95cm;(5)A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为
碰撞后入射小球的速度为:
碰撞后被碰小球的速度为:
若mav1=mav3+mav2则表明通过该实验验证了两球碰撞过程中动量守恒,带入数据得:
所以答案是:(1)AE(2)大于(3)不是,无(4)45.95(5)
【考点精析】根据题目的已知条件,利用动量守恒定律的相关知识可以得到问题的答案,需要掌握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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