第十六章 动量守恒定律 实验: 探究碰撞中的不变量 1.在“利用斜槽末端小球探究碰撞中的不变量”的实验中,安装斜槽轨道时,应让斜槽末端点的切线保持水平,这样做的目的是使( ) A.入射球得到较大的速度 B.入射球与被碰球对心碰撞后速度均为水平方向 C.入射球与被碰球碰撞时动能无损失 D.入射球与被碰球碰后均能从同一高度飞出 2.(多选)在利用摆球测量小球碰撞前后的速度的实验中,下列说法正确的是( ) A.悬挂两球的细绳长度要适当且等长 B.由静止释放小球以便较准确地计算小球碰撞前的速度 C.两小球必须都是刚性球,且质量相同 D.两小球碰后可以粘在一起共同运动 3.(多选)在利用小车在光滑水平面上碰撞另一辆静止小车实现一维碰撞做“探究碰撞中的不变量”实验时,下列操作或说法正确的是( ) A.相互作用的两车上,一个装上撞针,另一个装上橡皮泥,是为了改变两车的质量 B.相互作用的两车上,一个装上撞针,另一个装上橡皮泥,是为了使碰撞后两车粘在一起 C.先接通打点计时器的电源,再释放拖动纸带的小车 D.先释放拖动纸带的小车,再接通打点计时器的电源 4.(多选)在利用斜槽实现两小球的一维碰撞做“探究碰撞中的不变量”实验时,必须测量的物理量是( ) A.入射小球和被碰小球的质量 B.入射小球和被碰小球的半径 C.入射小球从静止释放时的高度 D.斜槽轨道的末端到地面的高度 E.不放被碰小球时,入射小球的水平射程 F.入射小球和被碰小球碰撞后的水平射程 5.利用如图所示的实验装置可探究碰撞中的不变量,由于小球的下落高度是定值,所以小球落在地面上的水平位移就代表了小球做平抛运动时水平初速度的大小,这样碰前速度和碰后速度就可以用平抛运动的水平位移来表示。 (1)(多选)为了尽量准确找到碰撞中的不变量,以下要求正确的是 。? A.入射小球的半径应该大于被碰小球的半径 B.入射小球的半径应该等于被碰小球的半径 C.入射小球每次应该从斜槽的同一位置由静止滚下 D.斜槽末端必须是水平的 (2)(多选)关于小球的落点,下列说法正确的是 。? A.如果小球每次从斜槽的同一位置由静止滚下,重复几次的落点一定是完全重合的 B.由于偶然因素存在,重复操作时小球的落点不会完全重合,但是落点应当比较密集 C.测定落点P的位置时,如果几次落点的位置分别为P1、P2…Pn,则落点的平均位置OP= D.用尽可能小的圆把各个落点圈住,这个圆的圆心位置就是小球落点的平均位置 (3)实验中记录了轨道末端在记录纸上的竖直投影为O点,经多次释放入射小球,在记录纸上找到了未放被碰小球时,入射小球的平均落点位置P,以及放上被碰小球时,入射小球与被碰小球的平均落点位置M、N,并测得它们到O点的距离分别为OP、OM和ON。已知入射小球的质量为m1,被碰小球的质量为m2,如果测得m1·OM+m2·ON近似等于 ,则认为碰撞中的不变量是质量与速度的乘积之和。? (4)在实验中,根据小球的落点情况,若等式ON= 成立,则可证明碰撞中物体系统的质量与速度的乘积之和守恒,且系统的动能守恒[要求用第(3)问中涉及的物理量表示]。? 6.如图所示为“探究碰撞中的不变量”的实验装置示意图。入射小球质量为ma,半径为ra,被碰小球质量为mb,半径为rb。 (1)因为下落高度相同的平抛小球(不计空气阻力)在空中的飞行时间相同,所以我们在实验中可以用 运动的时间作为时间单位。? (2)(多选)关于本实验,下列说法正确的是( ) A.不放被碰小球时,入射小球的平均落点为图中的N点 B.斜槽的粗糙程度越小,实验的误差越小 C.实验之前,一定要将斜槽的末端调成水平 D.入射小球与被碰小球满足ma>mb,ra=rb (3)图中P点为未放入被碰小球时入射小球的落点的平均位置,M、N两点分别为放入被碰小球时入射小球与被碰小球对应的落点的平均位置,则实验中要验证的关系是( ) ... ...
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