题文
某同学用如图所示装置验证动量守恒定律,用轻质细线将小球1悬挂于O点,使小球1的球心到悬点O的距离为L,被碰小球2放在光滑的水平桌面上.将小球1从右方的A点(OA与竖直方向的夹角为α)由静止释放,摆到最低点时恰与小球2发生正碰,碰撞后,小球1继续向左运动到C位置(OC与竖直方向夹角为θ),小球2落到水平地面上,落点D到桌面边缘水平距离为s,已知重力加速度为g.
题型:未知 难度:其他题型
答案
(1)实验中已经测得上述物理量中的θ、
、L、s以及小球1的质量m1和、小球2的质量m2,为了验证两球碰撞过程动量守恒,还应该测量的物理量有________________.(2)请用测得的物理量结合已知物理量分别表示碰撞前后小球1的动量:p1=____________,p1′=____________;再用物理量表示碰撞前后小球2的动量:p2=____________,p2′=____________(1)桌面高度h。(2)
;
;
0;
解析
:(1)为了验证两球碰撞过程动量守恒,需要测量两小球的质量,小球1质量
,小球2质量
,小球1碰撞前后的速度可以根据机械能守恒定律测出,所以还需要测量OC与OB夹角,需要通过平抛运动测量出小球2碰后的速度,需要测量水平位移S和桌面的高度h.
(2)小球从A处下摆过程只有重力做功,机械能守恒,由机械能守恒定律得:
,解得
.则
.
小球A与小球B碰撞后继续运动,在A碰后到达最左端过程中,机械能再次守恒,
由机械能守恒定律得:
,解得
,则
.碰前小球B静止,则
;碰撞后B球做平抛运动,水平方向:
,竖直方向
,联立解得
,则碰后B球的动量
考点
据考高分专家说,试题“某同学用如图所示装置验证动量守恒定律,用.....”主要考查你对 [动量守恒定律 ]考点的理解。
动量守恒定律
动量守恒定律:
1、内容:一个系统不受外力或者所受外力之和为零,这个系统的总动量保持不变。
2、表达式:m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'。
3、动量守恒定律成立的条件:
①系统不受外力或系统所受外力的合力为零;
②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,如碰撞问题中的摩擦力,爆炸过程中的重力等外力比起相互作用的内力来小得多,可以忽略不计;
③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。
4、动量守恒的速度具有“四性”:
①矢量性;②瞬时性;③相对性;④普适性。
动量守恒定律与机械能守恒定律的比较:
系统动量守恒的判断方法:
方法一:南动量守恒的条件判断动量守恒的步骤如下:
(1)明确系统由哪几部分组成。
(2)对系统中各物体进行受力分析,分清哪些是内力,哪些是外力。
(3)看所有外力的合力是否为零,或内力是否远大于外力,从而判断系统的动量是否守恒。
方法二:南系统动量变化情况判断动量守恒方法如下:
(1)明确初始状态系统的总动量是多少。
(2)对系统内的物体进行受力分析、运动分析,确定每一个物体的动量变化情况。
(3)确定系统动量变化情况,进而判定系统的动量是否守恒。





