问题 问答题

在验证碰撞中的动量守恒的实验中,各落点的中心位置如图,假设实验中小球的弹性较好,可以看作弹性碰撞,且碰撞结果基本符合v1=

m1-m2
m1+m2
v0v2=
2m1
m1+m2
v0
,其中 m1、m2分别是入射球和被碰球的质量,m1>m2,v1、v2分别是入射球和被碰球碰后的水平速度,v0是入射速度.

(1)若相邻落点的分布范围的界限不够分明,甚至有重叠的现象,要同时增大相邻的落点中心位置之间的距离,可单独采取______

A.增大入射速度v0

B.增大平抛高度h

C.在m1>m2的条件下,进一步增大

m1
m2
的值

D.在m1>m2的条件下,减小

m1
m2
的值

(2)要使OM、MP、PQ接近相等,

m1
m2
应接近______.

答案

(1)在入射球平抛运动的过程中有

.
OP
=v0t=v0
2h
g

故有

.
OM
=v1
2h
g
=
m1-m2
m1+m2
v0
2h
g

故有

.
OQ
=v2
2h
g
=
2m1
m1+m2
v0
2h
g

.
OP
-
.
OM
=v0
2h
g
-
m1-m2
m1+m2
v0
2h
g
=
2m2
m1+m2
v0
2h
g

.
OQ
-
.
OP
=
2m1
m1+m2
v0
2h
g
-v0
2h
g
=
m1-m2
m1+m2
v0
2h
g

故增大入射速度v0和平抛高度h可以同时增大相邻落点之间的距离.故AB正确.

但增大

m1
m2
的值可使P、M之间的距离减小,故C错误.

减小

m1
m2
的值可使Q、M之间的距离减小,故D错误.

故选AB.

(2)要OM、PM、PQ接近相等根据(1)有m1-m2=2m2即m1=3m2

所以

m1
m2
=
3
1

故本题的答案为:(1)AB;(2)3:1

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