题目列表(包括答案和解析)
某同学利用如图所示的装置验证动量守恒定律.图中两摆摆长相同,悬挂于同一高度,A、B两摆球均很小,质量之比为1∶2.当两摆均处于自由静止状态时,其侧面刚好接触.向右上方拉动B球使其摆线伸直并与竖直方向成45°角,然后将其由静止释放.结果观察到两摆球粘在一起摆动,且最大摆角为30°.若本实验允许的最大误差为±4%,此实验是否成功地验证了动量守恒定律?
【解析】:设摆球A、B的质量分别为mA、mB,摆长为l,B球的初始高度h1,碰撞前B球的速度为vB.在不考虑摆线质量的情况下,根据题意及机械能守恒定律得h1=l(1-cos45°)①
mBv=mBgh1②
设碰撞前、后两摆球的总动量的大小分别为p1、p2,有
p1=mBvB③
联立①②③式得p1=mB④
同理可得p2=(mB+mB)⑤
联立④⑤式得=⑥
代入已知条件得()2=1.03⑦
由此可以推出||≤4%⑧
所以,此实验在规定的范围内验证了动量守恒定律.
某同学利用如图所示的装置验证动量守恒定律.图中两摆摆长相同,悬挂于同一高度,A、B两摆球均很小,质量之比为1∶2.当两摆均处于自由静止状态时,其侧面刚好接触.向右上方拉动B球使其摆线伸直并与竖直方向成45°角,然后将其由静止释放.结果观察到两摆球粘在一起摆动,且最大摆角为30°.若本实验允许的最大误差为±4%,此实验是否成功地验证了动量守恒定律?
【解析】:设摆球A、B的质量分别为mA、mB,摆长为l,B球的初始高度h1,碰撞前B球的速度为vB.在不考虑摆线质量的情况下,根据题意及机械能守恒定律得h1=l(1-cos45°)①
mBv=mBgh1②
设碰撞前、后两摆球的总动量的大小分别为p1、p2,有
p1=mBvB③
联立①②③式得p1=mB④
同理可得p2=(mB+mB)⑤
联立④⑤式得=⑥
代入已知条件得()2=1.03⑦
由此可以推出||≤4%⑧
所以,此实验在规定的范围内验证了动量守恒定律.
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