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如图13所示,斜槽末端水平,小球m1从斜槽某一高度由静止滚下,落到水平面上的P点,今在槽口末端放一与m1半径相同的球m2(m1>m2),仍让球m1从同一斜槽高度滚下,并与球m2正碰后使两球落地,球m1和m2的落地点分别是M、N,已知槽口末端在白纸上的投影位置为O点.问:
(1)若碰撞中动量守恒,应满足的关系式为
m1
OP
=m1
OM
+m2
ON
m1
OP
=m1
OM
+m2
ON

(2)若m1=20g,m2=10g,
OP
=30.0cm
OM
=10.0cm,
ON
=40.0cm
,试判断动量是否守恒.
分析:两个小球做平抛运动,运动时间相同,故水平分位移与水平分速度成正比,写出碰撞前后的总动量,得到需验证的守恒表达式;
带入数据计算,进行判断.
解答:解:(1)需要验证动量守恒表达式为:m1?v1=m1?v1′+m2?v2
运动时间相同,故:m1?v1?t=m1?v1′?t+m2?v2′?t
得到:m1
OP
=m1
OM
+m2
ON

(2)若m1=20g,m2=10g,
OP
=30.0cm
OM
=10.0cm,
ON
=40.0cm

碰撞前的动量是0.02×0.3=0.006kg?m/s
碰撞后的动量是0.02×0.1+0.01×0.4=0.006kg?m/s
所以动量守恒.
故答案为:(1)m1
OP
=m1
OM
+m2
ON
(2)守恒
点评:验证动量守恒定律中,要学会在相同高度下,用水平射程来间接测出速度的方法,难度不大,属于基础题.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

(1)在用双缝干涉测光的波长的实验中,请按照题目要求回答下列问题.
①图1甲、乙两图都是光的条纹形状示意图,其中干涉图样是
 

②将下表中的光学元件放在图1丙所示的光具座上组装成用双缝干涉测光的波长的实验装置,并用此装置测量红光的波长.
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元件代号 A B C D E
元件名称 光屏 双缝 白光光源 单缝 透红光的滤光片
将白光光源C放在光具座最左端,依次放置其他光学元件,由左至右,表示各光学元件的排列顺序应为
 
.(填写元件代号)
③已知该装置中双缝间距d=0.50mm,双缝到光屏的距离L=0.50m,在光屏上得到的干涉图样如图7甲所示,分划板在图中A位置时游标卡尺如图2乙所示,则其示数为
 
mm;在B位置时游标卡尺如图2丙所示.由以上所测数据可以得出形成此干涉图样的单色光的波长为
 
m.
(2)用半径相同的小球1和小球2的碰撞验证动量守恒定律,实验装置如图3所示,斜槽与水平槽圆滑连接.安装好实验装置,在地上铺一张白纸,白纸上铺放复写纸,记下重锤线所指的位置O.接下来的实验步骤如下:
步骤1:不放小球2,让小球1从斜槽上A点由静止滚下,并落在地面上.重复多次,用尽可能小的圆,把小球的所有落点圈在里面,其圆心就是小球落点的平均位置;
步骤2:把小球2放在斜槽前端边缘位置B,让小球1从A点由静止滚下,使它们碰撞.重复多次,并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置;
步骤3:用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离,即线段OM、OP、ON的长度.
①对于上述实验操作,下列说法正确的是
 

A.应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下
B.斜槽轨道必须光滑
C.斜槽轨道末端必须水平
D.实验过程中,白纸可以移动,复写纸不能移动
E.小球1的质量应大于小球2的质量
②本实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外,还需要测量的物理量有
 

A.A、B两点间的高度差h1          B.B点离地面的高度h2
C.小球1和小球2的质量m1、m2    D.小球1和小球2的半径r
③当所测物理量满足表达式
 
(用所测物理量的字母表示)时,即说明两球碰撞遵守动量守恒定律.如果还满足表达式
 
(用所测物理量的字母表示)时,即说明两球碰撞时无机械能损失.
④完成上述实验后,某实验小组对上述装置进行了改造,如图4所示.在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面,斜面的顶点与水平槽等高且无缝连接.使小球1仍从斜槽上A点由静止滚下,重复实验步骤1和2的操作,得到两球落在斜面上的平均落点M′、P′、N′.用刻度尺测量斜面顶点到M′、P′、N′三点的距离分别为l1、l2、l3.则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为
 
(用所测物理量的字母表示).

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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

用半径相同的小球1和小球2的碰撞验证动量守恒定律,实验装置如图甲所示,斜槽与水平槽圆滑连接.安装好实验装置,在地上铺一张白纸,白纸上铺放复写纸,记下重锤线所指的位置O.实验步骤如下:
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步骤1:不放小球2,让小球1从斜槽上A点由静止滚下,并落在地面上.重复多次,用尽可能小的圆,把小球的所有落点圈在里面,其圆心就是小球落点的平均位置;
步骤2:把小球2放在斜槽前端边缘位置B,让小球1从A点由静止滚下,使它们碰撞.重复多次,并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置;
步骤3:用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离,即线段OM、OP、ON的长度.
(1)实验中,直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的.但是,可以通过测量
 
(填选项前的符号),间接地解决这个问题.
A.小球开始释放高度h
B.小球抛出点距地面的高度H
C.小球做平抛运动的射程
(2)本实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外,还需要测量的物理量有
 

A.A、B两点间的高度差h1          B.B点离地面的高度h2
C.小球1和小球2的质量m1、m2      D.小球1和小球2的半径r
(3)经测定,m1=45.0g,m2=7.5g,小球落地点的平均位置距O点的距离如图乙所示.有同学认为,在上述实验中仅更换两个小球的材质,其它条件不变,可以使被碰小球做平抛运动的射程增大.请你用已知的数据,分析和计算出被碰小球m2平抛运动射程ON的最大值为
 
cm.
(4)完成上述实验后,某实验小组对上述装置进行了改造,如图所示.在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面,斜面的顶点与水平槽等高且无缝连接.使小球1仍从斜槽上A点由静止滚下,重复实验步骤1和2的操作,得到两球落在斜面上的平均落点M′、P′、N′.用刻度尺测量斜面顶点到M′、P′、N′三点的距离分别为l1、l2、l3.则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为
 
(用所测物理量的字母表示).

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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

用半径相同的小球1和小球2的碰撞验证动量守恒定律,实验装置如图甲所示,斜槽与水平槽圆滑连接。安装好实验装置,在地上铺一张白纸,白纸上铺放复写纸,记下重锤线所指的位置O。实验步骤如下:

步骤1:不放小球2,让小球1从斜槽上A点由静止滚下,并落在地面上。重复多次,用尽可能小的圆,把小球的所有落点圈在里面,其圆心就是小球落点的平均位置;

步骤2:把小球2放在斜槽前端边缘位置B,让小球1从A点由静止滚下,使它们碰撞。重复多次,并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置;

步骤3:用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置MPNO点的距离,即线段OMOPON的长度。

(1)实验中,直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的。但是,可以通过测量       (填选项前的符号),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)本实验除需测量线段OMOPON的长度外,还需要测量的物理量有     

A.AB两点间的高度差h1          B.B点离地面的高度h2

C.小球1和小球2的质量m1m2     D.小球1和小球2的半径r

(3)经测定,g,g,小球落地点的平均位置距点的距离如图乙所示。有同学认为,在上述实验中仅更换两个小球的材质,其它条件不变,可以使被碰小球做平抛运动的射程增大。请你用已知的数据,分析和计算出被碰小球平抛运动射程的最大值为        

(4)完成上述实验后,某实验小组对上述装置进行了改造,如图所示。在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面,斜面的顶点与水平槽等高且无缝连接。使小球1仍从斜槽上A点由静止滚下,重复实验步骤1和2的操作,得到两球落在斜面上的平均落点M′、P′、N′。用刻度尺测量斜面顶点到M′、P′、N′三点的距离分别为l1l2l3。则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为            (用所测物理量的字母表示)。

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科目:高中物理 来源:2014届北京市海淀区高三上新人教A版期中反馈物理试卷(解析版) 题型:实验题

用半径相同的小球1和小球2的碰撞验证动量守恒定律,实验装置如图甲所示,斜槽与水平槽圆滑连接。安装好实验装置,在地上铺一张白纸,白纸上铺放复写纸,记下重锤线所指的位置O。实验步骤如下:

步骤1:不放小球2,让小球1从斜槽上A点由静止滚下,并落在地面上。重复多次,用尽可能小的圆,把小球的所有落点圈在里面,其圆心就是小球落点的平均位置;

步骤2:把小球2放在斜槽前端边缘位置B,让小球1从A点由静止滚下,使它们碰撞。重复多次,并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置;

步骤3:用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离,即线段OM、OP、ON的长度。

(1)实验中,直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的。但是,可以通过测量       (填选项前的符号),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)本实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外,还需要测量的物理量有     

A.A、B两点间的高度差h1

B.B点离地面的高度h2

C.小球1和小球2的质量m1、m2

D.小球1和小球2的半径r

(3)经测定,g,g,小球落地点的平均位置距点的距离如图乙所示。有同学认为,在上述实验中仅更换两个小球的材质,其它条件不变,可以使被碰小球做平抛运动的射程增大。请你用已知的数据,分析和计算出被碰小球平抛运动射程的最大值为       

(4)完成上述实验后,某实验小组对上述装置进行了改造,如图所示。在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面,斜面的顶点与水平槽等高且无缝连接。使小球1仍从斜槽上A点由静止滚下,重复实验步骤1和2的操作,得到两球落在斜面上的平均落点M′、P′、N′。用刻度尺测量斜面顶点到M′、P′、N′三点的距离分别为l1、l2、l3。则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为            (用所测物理量的字母表示)。

 

 

 

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