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实验：验证动量守恒定律
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为了验证碰撞中的动量守恒和检验两个小球的碰撞是否为弹性碰撞（碰撞过程中没有机械能损失），某同学选取了两个体积相同、质量不等的小球，按下述步骤做了如下实验：①用天平测出
网友投稿 2022-11-17 00:00:00 零零社区
◎ 题目
为了验证碰撞中的动量守恒和检验两个小球的碰撞是否为弹性碰撞（碰撞过程中没有机械能损失），某同学选取了两个体积相同、质量不等的小球，按下述步骤做了如下实验：
①用天平测出两个小球的质量分别为m
1
和m
2
，且m
1
＞m
2
．
②按照如图所示的那样，安装好实验装置．将斜槽AB固定在桌边，使槽的末端点的切线水平．将一斜面BC连接在斜槽末端．
③先不放小球m
2
，让小球m
1
从斜槽顶端A处由静止开始滚下，记下小球在斜面上的落点位置．
④将小球m
2
放在斜槽前端边缘处，让小球m
1
从斜槽顶端A处滚下，使它们发生碰撞，记下小球m
1
和小球m
2
在斜面上的落点位置．
⑤用毫米刻度尺量出各个落点位置到斜槽末端点B的距离．图中D、E、F点是该同学记下的小球在斜面上的几个落点位置，到B点的距离分别为L
D
、L
E
、L
F
．
根据该同学的实验，回答下列问题：
（1）小球m
1
与m
2
发生碰撞后，m
1
的落点是图中的______点，m
2
的落点是图中的______点．
（2）用测得的物理量来表示，只要满足关系式______，则说明碰撞中动量是守恒的．
（3）用测得的物理量来表示，只要再满足关系式______，则说明两小球的碰撞是弹性碰撞．
◎ 答案
（1）小球m
1
和小球m
2
相撞后，小球m
2
的速度增大，小球m
1
的速度减小，都做平抛运动，所以碰撞后m
1
球的落地点是D点，m
2
球的落地点是F点；
（2）碰撞前，小于m
1
落在图中的E点，设其水平初速度为v
1
．小球m
1
和m
2
发生碰撞后，m
1
的落点在图中的D点，设其水平初速度为v
1
′，m
2
的落点是图中的F点，设其水平初速度为v
2
． 设斜面BC与水平面的倾角为α，
由平抛运动规律得：
L
D
sinα=
1
2
gt
2
，L
D
cosα=v′
1
t
解得：
v′
1
=
gL
D
(cosα)
2
2sinα
同理可解得：
v
1
=
gL
E
(cosα)
2
2sinα
，
v
2
=
gL
F
(cosα)
2
2sinα
所以只要满足m
1
v
1
=m
2
v
2
+m
1
v′
1
即：
m
1
L
E
=
m
1
L
D
+
m
2
L
F
则说明两球碰撞过程中动量守恒；
（3）若两小球的碰撞是弹性碰撞，则碰撞前后机械能没有损失．则要满足关系式
1
2
m
1
v
1
2
=
1
2
m
1
v′
1
2
+
1
2
m
2
v
2
即m
1
L
E
=m
1
L
D
+m
2
L
F
故答案为为：（1）D；F
（2）
m
1
L
E
=
m
1
L
D
+
m
2
L
F
（3）m
1
L
E
=m
1
L
D
+m
2
L
F
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“为了验证碰撞中的动量守恒和检验两个小球的碰撞是否为弹性碰撞（碰撞过程中没有机械能损失），某同学选取了两个体积相同、质量不等的小球，按下述步骤做了如下实验：①用天平测出…”主要考查了你对 【实验：验证动量守恒定律】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202211/380164.html
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