2011--2018年hb071驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律

1、第71節(jié)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律1.2011年理綜北京卷 21. （2）如圖2，用“碰撞實(shí)驗(yàn)器”可以驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，即研究?jī)蓚€(gè)小球在軌道水平部分碰撞前后的動(dòng)圖2mi多次從斜軌上S位置靜 試驗(yàn)中，直接測(cè)定小球碰撞前后的速度是不容易的。但是，可以 通過(guò)僅測(cè)量 （填選項(xiàng)前的序號(hào)），間接地解決這個(gè)問(wèn)題。A 小球開(kāi)始釋放高度 hB .小球拋出點(diǎn)距地面得高度 HC.小球做平拋運(yùn)動(dòng)的射程 圖2中0點(diǎn)是小球拋出點(diǎn)在地面上的垂直投影。實(shí)驗(yàn)時(shí)，先讓入射球止釋放，找到其平均落地點(diǎn)的位置P,測(cè)量平拋射程 0P。然后，把被碰小球 m2靜置于軌道的水平部分，再將入射球 mi從斜軌上S位置靜止釋放，與小球 m2相碰，并多次重復(fù)。

2、接下來(lái)要完成的必要步驟是 。（填選項(xiàng)前的符號(hào)）M P N * < 35.20cm |< 44.80cm>|* 55.68cm ><)圖3A .用天平測(cè)量?jī)蓚€(gè)小球的質(zhì)量mi、m2B .測(cè)量小球 mi開(kāi)始釋放咼度 h C.測(cè)量拋出點(diǎn)距地面的高度 HD .分別找到 mm2相碰后平均落地點(diǎn)的位置 M、NE.測(cè)量平拋射程 0M、ON 若兩球相碰前后的動(dòng)量守恒，其表達(dá)式可表示為 （用中測(cè)量的量表示）；若碰撞是彈性碰撞。那么還應(yīng)滿足的表達(dá)式為 （用中測(cè)量的量表示）。 經(jīng)測(cè)定，mi=45.0g, m2=7.5g,小球落地點(diǎn)的平均位置距 O點(diǎn)的距離如圖3所示。碰撞前、后mi的動(dòng) 量

3、分別為pi與pi；貝Upi:Pi'=: 11;若碰撞結(jié)束時(shí)m2的動(dòng)量為P2則pi'： P2 =i：。實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明，碰撞前、后總動(dòng)量的比值” p一-為Pi " + P2 " 有同學(xué)認(rèn)為，在上述實(shí)驗(yàn)中僅更換兩個(gè)小球的材質(zhì)，其它條件不變，可以使被撞小球做平拋運(yùn)動(dòng)的射程增大。請(qǐng)你用中已知的數(shù)據(jù)，分析和計(jì)算出被撞小球 m2平拋運(yùn)動(dòng)射程O(píng)N的最大值為cm。答：（i S;T; 0刻線；ADC（2） C;ADE 或DEA 或DAE mi OM m2 ON 二 mi OPmi OM 2 m2 ON 2 二 m OP2 ； i4; 2.9; ii.0i ;76.8【解析】由于本

4、實(shí)驗(yàn)的碰撞是在同一高度，在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，因而根據(jù)小球做平拋運(yùn)動(dòng)的射程就可知道碰撞后速度的大小之比，所以選C。本實(shí)驗(yàn)必須用天平測(cè)量?jī)蓚€(gè)小球的質(zhì)量mi、m2,分別找到mi、m?相碰后平均落地點(diǎn)的位置 M、N和測(cè)量平拋射程0M , ON，故選ADE 。由于 m1v1 = m1v1 m2v2，且v1= OM、v?=ONv=平所以m1 OM + m2彈性碰撞，動(dòng)能守恒lm2v222 2 22所以O(shè)Mm2OM = m1 OP。若碰撞是2 2ON = g OP 成立.P1 OP由于p1 OM44.8014PlmQM45.0 35.201135.2011，P2m2ON7.5 55.68m|0PP1p； p2 m|OM m2ON所以答案為14; 2.9; 11.01。45.0 44.8045 35.20 7.5 55.68= 1.01發(fā)生彈性碰撞時(shí)，被碰小球獲得的速度最大，被碰小球m2平拋運(yùn)動(dòng)射程O(píng)N的有最大值。根據(jù)動(dòng)量守恒和動(dòng)能守恒,mw = miW m2v2，1