Question

【题目】如图所示，为了验证碰撞中的动量守恒和检验两个滑块的碰撞是否为弹性碰撞。某同学选取了两个体积相同、质量不同、与水平面的动摩擦因数相同的滑块A、B，按下述步骤做实验：

①用天平测出两个滑块的质量分别为mA，mB；

②将图示装置固定在水平面上，使圆弧形轨道末端切线水平；

③先不放滑块B，让滑块A多次从圆弧轨道上某一位置由静止释放，记下。其在水平面上滑行距离的平均值x0；

④将滑块B静止置于轨道下端水平部分，仍将滑块A从轨道上同一位置由静止释放，与滑块B碰撞，重复多次。

（1）为确保实验中滑块A不反向运动，mA，mB，应满足的关系是_______________

（2）实验中，还需要测量的量是__________________。

（3）用测得的物理量来表示，只要满足关系式__________，则说明碰撞过程中动量是守恒的

（4）用测得的物理量来表示，只要满足关系式_____________，则说明两滑块的碰撞是弹性碰撞。

Answer 1

【答案】 ; 碰撞后，滑块A在水平面上滑行距离的平均值、滑块B在水平面上滑行距离的平均值; ; ;

【解析】（1）为防止两球碰撞后入射球反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量，即：；（2）碰撞后两球做减速运动，设碰撞后的速度为：、，由动能定理得：，解得：；，解得：；，解得：；如果碰撞过程动量守恒，则：，即，整理得：，实验需要测量碰撞后A、B球在水平面滑行的平均距离：、．（3）由（2）问可知用测得的物理量来表示，只要满足关系式，则说明碰撞过程中动量是守恒的；（3）若两滑块的碰撞是弹性碰撞的，碰撞前后动量守恒、动能不变，根据能量守恒得：，即：，解得：，即若用测得的物理量来表示，只要满足关系式，则说明两滑块的碰撞是弹性碰撞。则说明碰撞过程中动量是守恒的.