❶ 如图所示为实验室“验证碰撞中的动量守恒”的实验装置.
解题思路:①要使两球发生对心正碰,两球半径应相等谈游,为防止入射球碰撞后反弹,入射球的质量应大于被碰球的质量,根据实验原理与实验注意事项分析答题;
②应用动量守恒定律根据图示求出需要验证的表达式,然后分析答题.
③应用机械能守恒定律分析答题.
①A、要使两球发生对心正碰,两球半径应相等,为防止入射球碰撞后反弹,入射球的质量应大于靶球的质量,即:含和销入射球比靶球质量大,入射球与靶球半径应相等,故A错误;
B、为保持入射球的初速度相等,在同一组实验的不同碰撞中,每次入射球必须从同一高度由静止释放,故B正确;
C、为保证小球离开轨道后做平抛运动,小球离开轨道时的速度必须水平,安装轨道时,轨道末端必须水平,故C正确;
D、实验中需要测出小球质量与小球的水平位棚世移,需要使用的测量仪器有天平和刻度尺,故D正确,本题选错误的,故选A.
②两球碰撞后做平抛运动,它们抛出点的高度相等,在空中的运动时间t相等,碰撞过程动量守恒,则m1v1=m1v1′+m2v2′,
两边同时乘以时间t得:m1v1t=m1v1′t+m2v2′t,则m1
.
OP=m1
.
OM+m2
.
ON,如果m1
.
OP=m1
.
OM+m2
.
ON,则碰撞过程中,系统动量守恒.
③如果碰撞过程动能守恒,则:[1/2]m1v12=[1/2]m1v1′2+[1/2]m2v2′2,[1/2]m1(
.
OP)2=[1/2]m1(
.
0M)2+[1/2]m2(
.
ON)2,[1/2]m1
.
OP2=[1/2]m1
.
OM2+[1/2]m2
.
ON2,
即:如果m1
.
OP2=m1
.
OM2+m2
.
ON2,m2
.
ON2=m1
.
OP2-m1
.
ON2,则碰撞过程动能守恒.
故答案为:①A; ②m1
.
OP;③m1
.
OP2-m1
.
ON2.
点评:
本题考点: 验证动量守恒定律.
考点点评: 本题考查了实验注意事项、实验器材的选择、数据处理,知道实验原理、实验注意事项即可正确解题;小球离开轨道后做平抛运动,它们在空中的运动时间相等,水平位移与初速度正正比,可以用水平位移表示初速度.
❷ 某兴趣小组设计了一种实验装置,用来研究碰撞问题,其模型如图所示不用完全相同的轻绳将N个大小相同、质
(1)本题中的两球相碰,均可看成是“一静一动弹性碰撞模型”.因为每个球的质量依次递减,碰后不会出现入射球反弹的情况.如果入射球质量为m 1 ,被碰球质量为m 2 ,碰前m 1 的速度为v 1 ,碰后两球的速度分别为v 1 ′、v 2 ′由动量守恒定律和机械能守恒定律得: mv 1 =m 1 v 1 ′+m 2 v 2 ′
得: V′ 1 =
本题主要应用v 2 ′当n取代1时,n+1就取代2. 设n号球质量为m,与n+1号球碰撞后的速度分别为v n ′、v n+1 ′取水平向右为正方向,据题意有n号球与n+1号球碰撞前的速度分别为v n 、0、m n+1 =km n 根据动量守恒,有m n V n =m n V′ n +km n V′ n+1 …① 根据机械能守恒,有
由①②得: V′ n+1 =
(2)设1号球摆至最低点时的速度为v 1 ,由机械能守恒定律有: m 1 gh=
v 1 = |