问题 问答题

某同学用如图所示的装置,利用两个大小相同的小球做对心碰撞来验证动量守恒定律,图中AB是斜槽,BC是水平槽,它们连接平滑,O点为重锤线所指的位置.实验时先不放置被碰球2,让球1从斜槽上的某一固定位置G由静止开始滚下,落到位于水平地面的记录纸上,留下痕迹,重复10次.然后将球2置于水平槽末端,让球1仍从位置G由静止滚下,和球2碰撞.碰后两球分别在记录纸上留下各自的痕迹,重复10次.实验得到小球的落点的平均位置分别为 M、N、P.

(1)在此实验中,球1的质量为m1,球2的质量为m2,需满足m1______ m2(选填“大于”、“小于”或“等于”).

(2)被碰球2飞行的水平距离由图中线段______表示.

(3)若实验结果满足m1

.
ON
=______,就可以验证碰撞过程中动量守恒.

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,

故答案为:大于.

(2)1球和2球相撞后,2球的速度增大,1球的速度减小,都做平抛运动,竖直高度相同,所以所以碰撞后2球的落地点是P点,所以被碰球2飞行的水平距离由图中线段

.
OP
表示;

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

碰撞前入射小球的速度v1=

.
ON
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=

.
OP
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

.
ON
=m1
.
OM
+m2
.
OP

故答案为:大于;

.
OP
;m1
.
OM
+m2
.
OP

单项选择题
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