如图所示,用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系.①关于本实验下列说法正确的是:A.入射小球的质量应比被碰小球质量大B.小球

◎ 题目

如图所示,用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系.

①关于本实验下列说法正确的是:                      
A.入射小球的质量应比被碰小球质量大                                                                                                                                                                 
B.小球与斜槽间的摩擦对实验没有影响
C.入射球必须从同一高度释放
D. 斜槽一定要固定好,末端切线不需要调节水平
②图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影.实验时,先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放,找到其平均落地点的位置P,测量平抛射程OP.
然后,把被碰小球m2静置于轨道的水平部分,再将入射球m1从斜轨S位置静止释放,与小球m2相撞,并多次重复.
接下来要完成的必要步骤是______.(填选项的符号)
A.用天平测量两个小球的质量m1、m2
B.测量小球m1开始释放高度h
C.测量抛出点距地面的高度H
D.分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N
E.测量平抛射程OM、ON
③若两球相碰前后的动量守恒,其表达式可表示为________________________(用②中测量的量表示);
④经测定,m1=45.0 g,m2=7.5 g,小球落地点的平均位置距O点的距离分别为35.20cm、44.80cm、55.68cm如图所示.

实验结果说明,碰撞前、后总动量的比值为________.
⑤有同学认为,在上述实验中仅更换两个小球的材质,其他条件不变,可以使被碰小球做平抛运动的射程增大.请你用④中已知的数据,分析和计算出被碰小球m2平抛运动射程ON的最大值为 ________ cm.

◎ 答案

①ABC   ② ADE或DEA或DAE
③m1·OM+m2·ON=m1·OP  ④ 1~1.01 ⑤76.8

◎ 解析

①被碰小球碰撞前后的时间仅由下落高度决定,两球下落高度相同,时间相同,所以水平速度可以用水平位移数值表示.
②本实验需要测量的量有两小球的质量m1、m2和平抛射程OM、ON,显然要确定两小球的平均落点M和N的位置.
③碰撞过程中,动量守恒,即碰撞前的动量m1·OP等于碰撞后的动量m1·OM+m2·ON;
④把测量的小球的质量以及图中的距离代入动量守恒公式中,就可以得出结果.
⑤当碰撞为弹性碰撞时,被碰小球射程最大,把数据代入③中的两个方程,可以得出结果.

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系.①关于本实验下列说法正确的是:A.入射小球的质量应比被碰小球质量大B.小球…”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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