7.某同学用半径相同的两个小球a、b来研究碰撞问题,实验装置示意图如图所示,O点是小球水平抛出点在水平地面上的垂直投影。实验时,先让入射小球a多次从斜轨上的某一确定位置由静止释放,从水平轨道的右端水平抛出,经多次重复上述操作,确定出其平均落地点的位置P;然后,把被碰小球b置于水平轨道的末端,再将入射小球a从斜轨上的同一位置由静止释放,使其与小球b对心正碰,多次重复实验,确定出a、b相碰后它们各自的平均落地点的位置M、N;分别测量平抛射程OM、ON和OP。已知a、b两小球质量之比为6:1,在实验误差允许范围内,下列说法中正确的是( )
24.如图所示为实验室中验证动量守恒的实验装置示意图。
(1)入射小球质量为m1,半径为r1;被碰小球质量为m2,半径为r2,则下列符合题意的是
A.m1>m2,r1>r2
B.m1>m2,r1<r2
C.m1>m2,r1=r2
D.m1<m2,r1=r2
(2)为完成此实验,以下所提供的测量工具中必需的是_______ .(填下列对应的字母)
A.直尺
B.游标卡尺
C.天平
D.弹簧秤
E.秒表
(3)实验中必需要求的条件是_____
A.斜槽必须是光滑的
B.斜槽末端的切线必须水平
C.m1与m2的球心在碰撞瞬间必须在同一高度
D.m1每次必须从同一高度处滚下
(4)实验中必需测量的物理量是______
A.小球的质量m1和m2
B.小球起始高度h
C.小球半径r1和r2
D.小球起飞的时间t
E.桌面离地面的高度H
F.小球飞出的水平距离s
(5)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。
19.某同学用半径相同的两个小球a、b来研究碰撞问题,实验装置示意图如图所示,O点是小球水平抛出点在水平地面上的垂直投影。实验时,先让入射小球a多次从斜轨上的某一确定位置由静止释放,从水平轨道的右端水平抛出,经多次重复上述操作,确定出其平均落地点的位置P;然后,把被碰小球b置于水平轨道的末端,再将入射小球a从斜轨上的同一位置由静止释放,使其与小球b对心正碰,多次重复实验,确定出a、b相碰后它们各自的平均落地点的位置M、N;分别测量平抛射程OM、ON和OP。已知a、b两小球质量之比为6:1,在实验误差允许范围内,下列说法中正确的是( )
A、根据
B、两球落地时的竖直分速度相等,根据知,a、b两球的质量之比为6:1,则重力的瞬时功率之比为6:1,故B错误;
C、开始a球平抛运动的初速度
D、若为弹性碰撞,动量守恒,有:6OP=6OM+ON,机械能守恒,有:
6(OP)2=6(OM)2+(0N)2,联立解得OP+OM=ON,故D正确.
研究物体的平抛运动
两球碰撞后均做平抛运动,根据高度比较平抛运动的时间,根据重力的瞬时功率公式,结合竖直方向上的分速度得出瞬时功率之比.碰撞过程中动量守恒,由于落地时间相同,运用水平位移代替速度得出动量守恒的表达式.若为弹性碰撞,动量守恒,机械能守恒.
本题的关键要清楚平抛运动的时间由高度决定,与初速度无关,知道弹性碰撞的过程中,动量守恒,机械能守恒,由于时间相等,则碰撞前后的速度可以通过水平位移表示.