1、
为了验证碰撞中的动量守恒和检验两个小球的碰撞是否为弹性碰撞,某同学选取了体积相同、质量相差比较大的小球,按下述步骤做了如下实验:
①用天平测出两个小球的质量分别为m1和m2 , 且m1>m2 .
②按如图所示安装好实验装置.将斜槽AA固定在桌边,使槽的末端点的切线水平.将一斜面AC连接在斜槽末端.
③先不放小球m2 , 让小球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚下,记下小球在斜面上的落点位置.
④将小球m2放在斜槽前端边缘处,让小球m1从斜槽顶端A处滚下,使它们发生碰撞,分别记下小球m1和小球m2在斜面上的落点位置.
⑤用毫米刻度尺量出各个落点位置到斜槽末端点A的距离.图中D、E、F点是该同学记下的小球在斜面上的几个落点位置,到A点的距离分别为LD、LE、LF .
根据该同学的实验,回答下列问题:
a在不放小球m2时,小球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚下,m1的落点在图中的点______;把小球m2放在斜槽末端边缘处,小球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚下,使它们发生碰撞,碰后小球m1的落点在图中的点______ .
b若碰撞过程中,动量和机械能均守恒,不计空气阻力,则下列表达式中正确的有______ .
a、m1LF=m1LD+m2LE
b.m1LE2=m1LD2+m2LF2
c.m1LE=m1LD+m2LF
d.LE=LF﹣LD .
E;D;c
(1)小球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚下,m1的落点在图中的E点,小球m1和小球m2相撞后,小球m2的速度增大,小球m1的速度减小,都做平抛运动,所以碰撞后m1球的落地点是D点,m2球的落地点是F点;(2)碰撞前,小于m1落在图中的E点,设其水平初速度为v1 . 小球m1和m2发生碰撞后,m1的落点在图中的D点,设其水平初速度为v1′,m2的落点是图中的F点,设其水平初速度为v2 . 设斜面AC与水平面的倾角为α , 由平抛运动规律得:LDsinα= gt2 , LDcosα=v1′t ,
解得: ,同理可解得: ,,
所以只要满足m1v1=m2v2+m1v1′,把速度v代入整理得:m1 =m1 +m2 ,说明两球碰撞过程中动量守恒;
若两小球的碰撞是弹性碰撞,则碰撞前后机械能没有损失.则要满足关系式: m1v12= m1v1′2+m2v22 ,
整理得:即m1LE=m1LD+m2LF , 故C正确,故选C .
所以答案是为:(1)E;D;(2)C .
【考点精析】认真审题,首先需要了解动量守恒定律(动量守恒定律成立的条件:系统不受外力或系统所受外力的合力为零;系统所受的外力的合力虽不为零,但系统外力比内力小得多;系统所受外力的合力虽不为零,但在某个方向上的分量为零,则在该方向上系统的总动量的分量保持不变).
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