某同学用如图的装置做“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

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  • 解题思路:(1)根据平抛运动的特点求出碰撞前后两个小球的速度,从而得出动量守恒的表达式,确定所需测量的物理量.(2)小球a和小球b相撞后,小球b的速度增大,小球a的速度减小,都做平抛运动,由平抛运动规律不难判断出各自做平抛运动的落地点.(3)平抛运动的时间由竖直高度决定,因此在高度一定的情况下,水平距离表示速度大小,然后根据碰前动能等于碰后动能可以得出需要验证的表达式.

    (1)小球平抛运动的时间相等,t=

    2H

    g,a球与b球不碰撞,落在B点,则速度:v0=

    .

    OB

    t,a球与b球碰撞后,a球落在A点,b球落在C点,则碰后a球的速度:

    v1=

    .

    OA

    t,b球的速度:v2=

    .

    OC

    t;

    本实验验证mav0=mav1+mbv2,即:ma

    .

    OB=ma

    .

    OA+mb

    .

    OC,所以需要测量两球的质量和记录纸上 O 点到两小球的平均落点位置 A、B、C 的距离,故A、F正确.

    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)由于小球小球平抛运动的高度相同,因此时间相等,设时间为t,则a球碰前的速度为:

    v0=

    .

    OB

    t

    a球与b球碰撞后,a球落在A点,b球落在C点,则碰后a球的速度:v1=

    .

    OA

    t,b球的速度:v2=

    .

    OC

    t;

    若满足:[1/2ma

    v20=

    1

    2ma

    v21+

    1

    2mb

    v22],则两球碰撞过程中机械能守恒,即需要验证:ma

    .

    OB2=ma

    .

    OA2+mb

    .

    OC2,是否成立,即可验证两球碰撞过程中机械能是否守恒.

    故答案为:(1)A、F;(2)A、C;(3)ma

    .

    OA2+mb

    .

    OC2.

    点评:

    本题考点: 验证动量守恒定律.

    考点点评: 验证动量守恒定律中,学会在相同高度下,水平射程来间接测出速度的方法,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.

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