问题 问答题

如图所示为验证动量守恒的实验装置示意图.

(1)若入射小球质量为m1,半径为r1;被碰小球质量为m2,半径为r2则______

A.m1>m2,r1>r2                  B.m1>m2,r1<r2

C.m1>m2,r1=r2                  D.m1<m2,r1=r2

(2)为完成此实验,以下所提供的测量工具中必需的是______.(填下列对应的字母)

A.直尺      B.游标卡尺         C.天平          D.弹簧秤          E.秒表

(3)设入射小球的质量为m1,被碰小球的质量为m2,P为碰前入射小球落点的平均位置,则关系式(用m1、m2及图中字母表示)______成立,即表示碰撞中动量守恒.

答案

(1)在小球碰撞过程中水平方向动量守恒定律故有m1v0=m1v1+m2v2

在碰撞过程中动能守恒故有

1
2
m1v02=
1
2
m1v12+
1
2
m2v22

解得v1=

m1-m2
m1+m2
v0

要碰后入射小球的速度v1>0,即m1-m2>0,

m1>m2

为了使两球发生正碰,两小球的半径相同,r1=r2

故选C

(2)P为碰前入射小球落点的平均位置,M为碰后入射小球的位置,N为碰后被碰小球的位置,

碰撞前入射小球的速度v1=

.
OP
2h
g

碰撞后入射小球的速度

v2=

.
OM
2h
g

碰撞后被碰小球的速度v3=

.
ON
2h
g

若m1v1=m2v3+m1v2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:m1

.
OP
=m1
.
OM
+m2
.
ON

所以需要测量质量和水平位移,用到的仪器是直尺、天平.

故答案为:(1)C  (2)AC  (3)m1

.
OP
=m1
.
OM
+m2
.
ON

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