Question

用“碰撞試驗(yàn)器”可以驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，即研究?jī)蓚�(gè)小球在軌道水平部分碰撞前后的動(dòng)量關(guān)系。

                                     

（1）試驗(yàn)中，直接測(cè)定小球碰撞前后的速度是不容易的。但是，可以通過僅測(cè)量       （填選項(xiàng)前的序號(hào)），間接地解決這個(gè)問題。

A．小球開始釋放高度

B．小球拋出點(diǎn)距地面的高度

C．小球做平拋運(yùn)動(dòng)的射程

（2）圖中O點(diǎn)是小球拋出點(diǎn)在地面上的垂直投影，實(shí)驗(yàn)時(shí)，先讓入射球多次從斜軌上同一位置靜止釋放，找到其平均落地點(diǎn)的位置B，測(cè)量平拋射程。然后把被碰小球靜止于軌道的水平部分，再將入射小球從斜軌上相同位置靜止釋放，與小球相撞，并多次重復(fù)。接下來要完成的必要步驟是      （填選項(xiàng)的符號(hào)）

A．用天平測(cè)量?jī)蓚�(gè)小球的質(zhì)量、

B．測(cè)量小球開始釋放高度h

C．測(cè)量拋出點(diǎn)距地面的高度H

D．分別找到相碰后平均落地點(diǎn)的位置A、C

E．測(cè)量平拋射程，

（3）若兩球相碰前后的動(dòng)量守恒，其表達(dá)式可表示為　　　　　　　（用（2）中測(cè)量的量表示）；若碰撞是彈性碰撞，那么還應(yīng)滿足的表達(dá)式為  　　　　　　（用（2）中測(cè)量的量表示）。

（4）經(jīng)測(cè)定，，小球落地點(diǎn)的平均位置到Ｏ點(diǎn)的距離如圖所示。碰撞前、后_­的動(dòng)量分別為與，則   ：11；若碰撞結(jié)束時(shí)的動(dòng)量為，則=11:    ；所以，碰撞前、后總動(dòng)量的比值=    ；實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明                      .

 

 

Answer 1

【答案】

（1）C                             ……………………（1分）

（2）D                             ……………………（1分）

（3）         ……………………（2分）

       ……………………（2分）

（4）14；2.9；；………（每空1分）

誤差允許范圍內(nèi)，碰撞前、后的總動(dòng)量不變.………（2分）

【解析】（1）設(shè)小球a沒有和b球碰撞，拋出時(shí)速度為，球a和球b碰撞后拋出的速度分別為，則我們要驗(yàn)證動(dòng)量守恒即：，測(cè)速度是關(guān)鍵，平拋運(yùn)動(dòng)的初速度即，因?yàn)槠綊佭\(yùn)動(dòng)的高度一定，所以，即，只要測(cè)得小球做平拋運(yùn)動(dòng)的射程，即可替代速度。

（2）碰撞完畢后，就要測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了，所以我們由（1）知道可以同過測(cè)量它們的射程就可以替代不容易測(cè)量的速度，

（3）見（1），彈性碰撞沒有機(jī)械能損失，所以還應(yīng)滿足機(jī)械能守恒，

（4）將數(shù)據(jù)代入（3），因?yàn)榇嬖谠囼?yàn)誤差，所以最后等式兩邊不會(huì)嚴(yán)格相等，所以誤差允許范圍內(nèi)，碰撞前、后的總動(dòng)量不變