某同学用如图所示的装置做“验证动量守恒定律”的实验,先将球a从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下,在水平地面的记录纸上留下压痕,重复10次,再把同样大小的球b放在斜槽轨

◎ 题目

某同学用如图所示的装置做“验证动量守恒定律”的实验,先将球a从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下,在水平地面的记录纸上留下压痕,重复10次,再把同样大小的球b放在斜槽轨道水平段的最右端处静止,让球a仍从原固定点由静止开始滚下,且与b球弹性相碰,碰后两球分别落在记录纸上的不同位置,重复10次.(两球都是在斜槽末端处的O点正上方水平飞出,且ma>mb)

(1)本实验必须测量的物理量是.(       )(填序号字母)
A. 小球a、b的质量ma、mb
B. 小球a、b的半径r
C. 斜槽轨道末端到水平地面的高度H
D. 球a的固定释放点到斜槽轨道末端的高度差h
E. 小球a、b离开轨道后做平抛运动的飞行时间
F. 记录纸上O点到两小球的平均落点位置A、B、
C的距离
(2)放上被碰小球,两球(ma>mb)相碰后,小球a、b的平均落点位置依次是图中     点和     点.
(3)利用该实验测得的物理量,也可以判断两球碰撞过程中机械能是否守恒.判断的依据是看与                    在误差允许范围内是否相等.

◎ 答案

◎ 解析

解答:解:(1)要验证动量守恒,就需要知道碰撞前后的动量,所以要测量两个小球的质量及碰撞前后小球的速度,碰撞前后小球都做平抛运动,速度可以用水平位移代替.
所以需要测量的量为:小球a、b的质量ma、mb,记录纸上O点到A、B、C各点的距离
故选AF
(2)a小球和b小球相撞后,b小球的速度增大,a小球的速度减小,所以碰撞后a球的落地点距离O点最近,b小球离O点最远,中间一个点是未放b球时a的落地点,所以相碰后,小球a、b的平均落点位置依次是图中A、C点;
(3)B为碰前入射小球落点的位置,A为碰后入射小球的位置,C为碰后被碰小球的位置,
碰撞前入射小球的速度v1=,碰撞后入射小球的速度v2=,碰撞后被碰小球的速度v3=
碰撞前的机械能为:mav12
碰撞后ab球的总机械能为:mav22+mbv32
要验证机械能守恒,则需判断mav12=mav22+mbv32
 
故答案为:(1)A、F; (2)A、C;(3)
点评:掌握两球平抛的水平射程和水平速度之间的关系,是解决本题的关键.

◎ 知识点

    专家分析,试题“某同学用如图所示的装置做“验证动量守恒定律”的实验,先将球a从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下,在水平地面的记录纸上留下压痕,重复10次,再把同样大小的球b放在斜槽轨…”主要考查了你对  【实验:探究小车速度随时间变化的规律】,【实验:探究弹力与弹簧伸长的关系】,【实验:探究加速度与力、质量的关系】,【实验:探究功与速度变化的关系】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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