Question

【题目】利用如图所示的装置可以“测定滑块与桌面间的动摩擦因数”和“验证碰撞中的动量守恒”，竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道下端与水平桌面相切，先将小滑块从圆弧轨道的最高点无初速度释放，测量出小滑块在水平桌面滑行的距离（图甲）；然后将小滑块放在圆弧轨道的最低点，再将从圆弧轨道的最高点无初速度释放， 与碰撞后结合为一个整体，测量出整体沿桌面滑动的距离 (图乙)，圆弧轨道的半径为， 和完全相同，重力加速度为。

（1）小滑块运动到圆弧轨道最低点时的速度__________（用和表示）。

（2）小滑块与桌面间的动摩擦因数=__________（用和表示）。

（3）若和的比值=____________，则验证了和碰撞过程中动量守恒。

Answer 1

【答案】

【解析】（1）A在圆弧面上运动时机械能守恒，则有： ，解得： ；（2）对A下滑的全过程由动能定理得： ，解得： ；（3）如果碰撞中动量守恒，则有： ，再对碰后的AB物体分析，由动能定理可知： ，解得： ，故.因此只要满足即可证明动量守恒．