1、
如图,用“碰撞实验器”可以动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系.
a若入射小球质量为m1 , 半径为r1;被碰小球质量为m2 , 半径为r2 , 则______
①m1>m2 , r1>r2
②m1>m2 , r1<r2
③m1>m2 , r1=r2
④m1<m2 , r1=r2
b为完成此实验,需要使用的测量工具除了刻度尺外还必需的是______ .
c安装轨道时,轨道末端必须______ .
d设入射小球的质量为m1 , 被碰小球的质量为m2 , P为碰前入射小球落点的平均位置,则关系式______(用m1、m2及图中字母表示)成立,即表示碰撞中动量守恒.
③;天平;水平;
(1)动量守恒定律实验中,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系,为保证碰撞在水平方向上,两个小球的球心的高度要相等,即两个小球的半径要相等;同时,为保证入碰小球不反弹,需要入碰小球的质量大于被碰小球的质量,即m1>m2 .
故选:C . (2)实验时,先让入射球ml多次从斜轨上S位置静止释放,找到其平均落地点的位置P , 测量平抛射程OP . 然后,把被碰小球m2静置于轨道的水平部分,再将入射球ml从斜轨上S位置静止释放,与小球m2相碰,并多次重复.测量平均落点的位置,找到平抛运动的水平位移设落地时间为t , 则 , ,。
而动量守恒的表达式是m1v0=m1v1+m2v2
若两球相碰前后的动量守恒,则m1•OM+m2•ON=m1•OP成立.
因此为完成此实验,需要使用的测量工具除了刻度尺外还必需天平.(3)为保证碰撞在水平方向上,且两个小球水平抛出,所以安装轨道时,轨道末端必须水平;(4)根据(2)的分析可知,若两球相碰前后的动量守恒,则 成立.
所以答案是:(1)(C);(2)天平;(3)水平;(4)
【考点精析】利用动量守恒定律对题目进行判断即可得到答案,需要熟知动量守恒定律成立的条件:系统不受外力或系统所受外力的合力为零;系统所受的外力的合力虽不为零,但系统外力比内力小得多;系统所受外力的合力虽不为零,但在某个方向上的分量为零,则在该方向上系统的总动量的分量保持不变.
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