题文
用“碰撞试验器”可以验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。
(1)试验中,直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的。但是,可以通过仅测量 (填选项前的序号),间接地解决这个问题。
A.小球开始释放高度
B.小球抛出点距地面的高度
C.小球做平抛运动的射程
(2)图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影,实验时,先让入射球
多次从斜轨上同一位置静止释放,找到其平均落地点的位置B,测量平抛射程
。然后把被碰小球
静止于轨道的水平部分,再将入射小球
从斜轨上相同位置静止释放,与小球
相撞,并多次重复。接下来要完成的必要步骤是 (填选项的符号)
A.用天平测量两个小球的质量
、
B.测量小球
开始释放高度h
C.测量抛出点距地面的高度H
D.分别找到
相碰后平均落地点的位置A、C
E.测量平抛射程
,
(3)若两球相碰前后的动量守恒,其表达式可表示为 (用(2)中测量的量表示);若碰撞是弹性碰撞,那么还应满足的表达式为 (用(2)中测量的量表示)。
(4)经测定,
,小球落地点的平均位置到O点的距离如图所示。碰撞前、后
的动量分别为
与
,则
:11;若碰撞结束时
的动量为
,则
=11: ;所以,碰撞前、后总动量的比值
= ;实验结果说明 .
题型:未知 难度:其他题型
答案
(1)C ……………………(1分)
(2)D ……………………(1分)
(3)
……………………(2分)
……………………(2分)
(4)14;2.9;
;………(每空1分)
误差允许范围内,碰撞前、后的总动量不变.………(2分)
解析
(1)设小球a没有和b球碰撞,抛出时速度为
,球a和球b碰撞后抛出的速度分别为
,
则我们要验证动量守恒即:
,测速度是关键,平抛运动的初速度
即
,因为平抛运动的高度一定,所以
,即
,只要测得小球做平抛运动的射程,即可替代速度。
(2)碰撞完毕后,就要测数据验证了,所以我们由(1)知道可以同过测量它们的射程就可以替代不容易测量的速度,
(3)见(1),弹性碰撞没有机械能损失,所以还应满足机械能守恒,
(4)将数据代入(3),因为存在试验误差,所以最后等式两边不会严格相等,所以误差允许范围内,碰撞前、后的总动量不变
考点
据考高分专家说,试题“用“碰撞试验器”可以验证动量守恒定律,即.....”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。





