9.為了驗證碰撞中的動量守恒和檢驗兩個小球的碰撞是否為彈性碰撞,某同學(xué)選取了兩個體積相同、質(zhì)量不等的小球,按下述步驟做了如下實驗:
①用天平測出兩個小球的質(zhì)量分別為m1和m2,且m1>m2
②按照如圖所示的那樣,安裝好實驗裝置.將斜槽AB固定在桌邊,使槽的末端點的切線水平.將一斜面BC連接在斜槽末端.
③先不放小球m2,讓小球m1從斜槽頂端A處由靜止開始滾下,記下小球在斜面上的落點位置.
④將小球m2放在斜槽前端邊緣處,讓小球m1從斜槽頂端A處滾下,使它們發(fā)生碰撞,記下小球m1和小球m2在斜面上的落點位置.
⑤用毫米刻度尺量出各個落點位置到斜槽末端點B的距離.圖中D、E、F點是該同學(xué)記下的小球在斜面上的幾個落點位置,到B點的距離分別為LD、LE、LF
根據(jù)該同學(xué)的實驗,回答下列問題:
(1)小球m1與m2發(fā)生碰撞后,m1的落點是圖中的D點,m2的落點是圖中的F點.
(2)用測得的物理量來表示,只要滿足關(guān)系式m1$\sqrt{{L}_{E}}$=m1$\sqrt{{L}_{D}}$+m2$\sqrt{{L}_{F}}$,則說明碰撞中動量是守恒的.
(3)用測得的物理量來表示,只要再滿足關(guān)系式m1LE=m1LD+m2LF,則說明兩小球的碰撞是彈性碰撞.

分析 (1)小球m1和小球m2相撞后,小球m2的速度增大,小球m1的速度減小,都做平拋運動,由平拋運動規(guī)律不難判斷出;
(2)設(shè)斜面BC與水平面的傾角為α,由平拋運動規(guī)律求出碰撞前后小球m1和小球m2的速度,表示出動量的表達式即可求解;
(3)若兩小球的碰撞是彈性碰撞,則碰撞前后機械能沒有損失.

解答 解:(1)小球m1和小球m2相撞后,小球m2的速度增大,小球m1的速度減小,都做平拋運動,所以碰撞后m1球的落地點是D點,m2球的落地點是F點;
(2)碰撞前,小于m1落在圖中的E點,設(shè)其水平初速度為v1.小球m1和m2發(fā)生碰撞后,m1的落點在圖中的D點,設(shè)其水平初速度為v1′,m2的落點是圖中的F點,設(shè)其水平初速度為v2. 設(shè)斜面BC與水平面的傾角為α,
由平拋運動規(guī)律得:LDsinα=$\frac{1}{2}$gt2,LDcosα=v′1t
解得:v′1=$\sqrt{\frac{g{L}_{D}(cosα)^{2}}{2sinα}}$
同理可解得:v1=$\sqrt{\frac{g{L}_{E}{(cosα)}^{2}}{2sinα}}$,v2=$\sqrt{\frac{g{L}_{F}{(cosα)}^{2}}{2sinα}}$
所以只要滿足m1v1=m2v2+m1v′1即:m1$\sqrt{{L}_{E}}$=m1$\sqrt{{L}_{D}}$+m2$\sqrt{{L}_{F}}$則說明兩球碰撞過程中動量守恒;
(3)若兩小球的碰撞是彈性碰撞,則碰撞前后機械能沒有損失.則要滿足關(guān)系式
$\frac{1}{2}$m1v12=$\frac{1}{2}$m1v′12+$\frac{1}{2}$m2v2
即m1LE=m1LD+m2LF
故答案為:(1)D,F(xiàn);(2)m1$\sqrt{{L}_{E}}$=m1$\sqrt{{L}_{D}}$+m2$\sqrt{{L}_{F}}$;(3)m1LE=m1LD+m2LF

點評 本題考查驗證動量守恒定律的實驗,要學(xué)會運用平拋運動的基本規(guī)律求解碰撞前后的速度,兩小球的碰撞是彈性碰撞,則碰撞前后機械能沒有損失.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:填空題

18.一船順?biāo)旭偟侥侈I下時,船上有一木箱落水,1小時后才發(fā)現(xiàn),以原行駛速度逆水返回尋找,在橋下游1km處找列.則尋找到木箱的時間為1小時,水流速度為0.5km/h.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

20.長L的輕桿兩端分別固定有質(zhì)量為m的小鐵球,桿的三等分點O處有光滑的水平轉(zhuǎn)動軸.用手將該裝置固定在桿恰好水平的位置,然后由靜止釋放,當(dāng)桿到達豎直位置時,則軸對桿的作用力F的大小和方向為( 。
A.2.4mg 豎直向上B.2.4mg 豎直向下C.6mg 豎直向上D.4mg 豎直向上

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

17.人造地球衛(wèi)星繞地球做橢圓軌道運動,在它從近地點向遠地點運動的過程,不考慮空氣阻力.下列說法正確的是( 。
A.萬有引力對衛(wèi)星做正功,重力勢能增大
B.萬有引力對衛(wèi)星做正功,重力勢能減小
C.萬有引力對衛(wèi)星做負(fù)功,重力勢能增大
D.萬有引力對衛(wèi)星做負(fù)功,重力勢能減小

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

4.下列說法正確的是(  )
A.做曲線運動的物體一定有加速度
B.平拋運動是勻變速運動,但相等時間內(nèi)速度的變化卻不相同
C.勻速圓周運動雖然不是勻變速運動,但任意相等時間內(nèi)速度的變化仍相同
D.當(dāng)物體受到的合外力為零時,物體仍可以做曲線運動

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

14.取水平地面為重力勢能零點,一物塊從某一高度水平拋出,在拋出點其重力勢能恰好是其動能的3倍.不計空氣阻力,該物塊落地時的速度方向與水平方向的夾角為(  )
A.30°B.45°C.60°D.75°

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:計算題

1.從某高度處以12m/s的初速度水平拋出一物體,經(jīng)2s 落地,g取10m/s2,則物體拋出處的高度是多少?物體落地點的水平距離是多少?合速度大小是多少?方向與豎直方向的夾角θ的正切tgθ是多少?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:計算題

18.如圖所示,一質(zhì)點沿半徑r=20cm的圓周自A點出發(fā)逆時針勻速率運動,在2s內(nèi)運動$\frac{3}{4}$圓周到達B點.
(1)求質(zhì)點的位移和路程;
(2)質(zhì)點的平均速度和平均速率各多大?
(3)求質(zhì)點運動到B點時瞬時速度的大小vB

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

16.如圖所示直線A為某電源的U-I圖線,曲線B為某小燈泡L1的U-I圖線的一部分,用該電源和小燈泡L1串聯(lián)起來組成閉合回路時燈泡L1恰能正常發(fā)光,則下列說法中正確的是(  )
A.此電源的內(nèi)電阻為$\frac{2}{3}$Ω
B.燈泡L1的額定電壓為3 V,額定功率為6 W
C.把燈泡L1換成阻值恒為1Ω的純電阻,電源的輸出功率將變小
D.由于小燈泡L1的UI圖線是一條曲線,所以燈泡發(fā)光過程中歐姆定律不適用

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案