Question

【題目】某實驗小組為驗證動量守恒定律，將一輕彈簧壓縮并用細線拴住置于水平光滑桌面上，緊挨著壓縮后的輕彈簧兩端分別放置大小相等、質(zhì)量不等的小球a和b，系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)，如題11圖所示．將細線燒斷，球被彈出，兩小球飛離桌面前都已離開彈簧．

(1)若只需驗證動量守恒定律，請你在以下操作中選出最簡單有效的操作步驟________（只填寫操作步驟前的字母代號）

A．用螺旋測微器測量出小球的直徑d；

B．用刻度尺測量出桌面離水平地面的豎直高度h；

C．用天平分別測量出a、b兩小球的質(zhì)量ma和mb；

D．用重錘線分別懸于小球a和b飛離桌子邊緣的位置，待其靜止時記下重錘在地面上的投影點O1、O2；

E． 燒斷細線，記下兩小球a和b第一次落地時的位置M點和N點；

F．用刻度尺分別測量O1M的長度Sa和O2N的長度Sb；

G．利用h、g（重力加速度）計算時間，再用Sa和Sb計算出兩球水平飛出速度va、vb．

(2)請你寫出驗證動量守恒最簡單有效的關(guān)系式____________（選用d、h、ma、mb、g、Sa、Sb表示）．

(3)若實驗小組還需測定燒斷細線前，壓縮彈簧儲存的彈性勢能．則彈性勢能的表達式EP=________（選用d、h、ma、mb、g、Sa、Sb表示）．

Answer 1

【答案】CDEF

【解析】

(1)(2)球離開桌面后做平拋運動，取的初速度方向為正方向，兩球質(zhì)量和平拋初速度分別為：、、、，平拋運動的水平位移分別為、，平拋運動的時間為，需要驗證的方程：，其中，，代入得到；所以最簡單有效的操作步驟CDEF；

(3)平拋運動豎直方向，得到，對系統(tǒng)根據(jù)能量守恒定律有，其中，，代入得到。