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3.用如图所示装置,通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律,
(1)实验中必须满足的条件是A.
A.斜槽轨道末端的切线水平
B.斜槽轨道一定是光滑的
C.两球的质量必须相等
(2)测得所得入射球A的质量为mA,被碰撞小球B的质量为mB,图中O点时小球抛出点在水平地面上的垂直投影.实验时,先让入射球A从斜轨上的起始位置由静止释放,找到其平均落点的位置P,测得平抛射程为OP;再将入射球A从斜轨上起始位置由静止释放,与小球B相撞,分别找到球A和球B相撞后的平均落点M、N,测得平抛射程分别为OM和ON.当所测物理量满足表达式mA•OP=mA•OM+mB•ON时,即说明两球碰撞中动量守恒.

分析 (1)在做“验证动量守恒定律”的实验中,是通过平抛运动的基本规律求解碰撞前后的速度的,所以要保证每次小球都做平抛运动,则轨道的末端必须水平;
(2)由于两球从同一高度下落,故下落时间相同,所以水平向速度之比等于两物体水平方向位移之比,然后由动量守恒定律与机械能守恒分析答题.

解答 解:(1)A、要保证每次小球都做平抛运动,则轨道的末端必须切线水平;故A正确;
B、只要小球每次从同一位置释放即可,不需要保证斜面光滑,故B错误;
C、为了防止入射球反弹,应让入射球的质量大于被碰球的质量,故C错误;
故选:A;
(2)小球离开轨道后做平抛运动,由于小球抛出点的高度相同,它们在空中的运动时间t相等,
它们的水平位移x与其初速度成正比,可以用小球的水平位移代替小球的初速度,
若两球相碰前后的动量守恒,则mAv0=mAv1+mBv2,又OP=v0t,OM=v1t,ON=v2t,
代入得:mAOP=mAOM+mBON,
故答案为:(1)A       (2)mA•OP=mA•OM+mB•ON

点评 该题考查用“碰撞试验器”验证动量守恒定律,该实验中,虽然小球做平抛运动,但是却没有用到速度和时间,而是用位移x来代替速度v,这是解决问题的关键,解题时要注意体会该点.

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A.小球摆动到最低点时细绳对小球的拉力大小为38N
B.小球摆动到最低点时,重力对小球做功的功率为90W
C.小球从释放到第一次摆动到最低点的过程中损失的机械能为9J
D.小球从释放到第一次摆动到最低点的过程中重力做功为22J

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