Question

【題目】某同學(xué)設(shè)計了一個如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證動量守恒定律。小球A底部豎直地粘住一片寬度為d的遮光條，用懸線懸掛在O點(diǎn)，光電門固定在O點(diǎn)正下方鐵架臺的托桿上，小球B放在豎直支撐桿上，桿下方懸掛一重錘，小球A（包含遮光條）和B的質(zhì)量用天平測出分別為、，拉起小球A一定角度后釋放，兩小球碰撞前瞬間，遮光條剛好通過光電門，碰后小球B做平拋運(yùn)動而落地，小球A反彈右擺一定角度，計時器的兩次示數(shù)分別為、，測量O點(diǎn)到球心的距離為L，小球B離地面的高度為h，小球B平拋的水平位移為x。

(1)關(guān)于實(shí)驗(yàn)過程中的注意事項(xiàng)，下列說法正確的是________。

A．要使小球A和小球B發(fā)生對心碰撞

B．小球A的質(zhì)量要大于小球B的質(zhì)量

C．應(yīng)使小球A由靜止釋放

(2)某次測量實(shí)驗(yàn)中，該同學(xué)測量數(shù)據(jù)如下：，，，，，，重力加速度g取，則小球A與小球B碰撞前后懸線的拉力之比為________，若小球A（包含遮光條）與小球B的質(zhì)量之比為________，則動量守恒定律得到驗(yàn)證，根據(jù)數(shù)據(jù)可以得知小球A和小球B發(fā)生的碰撞是碰撞________（“彈性”或“非彈性”）。

Answer 1

【答案】A 彈性

【解析】

(1)由實(shí)驗(yàn)原理確定操作細(xì)節(jié)；(2)根據(jù)極短時間內(nèi)的平均速度等于瞬時速度求出小球通過最低點(diǎn)的速度，從而得出動能的增加量，根據(jù)小球下降的高度求出重力勢能的減小量，判斷是否相等。

(1)[1]A．兩個小于必發(fā)生對心碰撞，故選項(xiàng)A正確；

B．碰撞后入射球反彈，則要求入射球的質(zhì)量小于被碰球的質(zhì)量，故選項(xiàng)B錯誤；

C．由于碰撞前后A的速度由光電門測出，A釋放不一定從靜止開始，故選項(xiàng)C錯誤；

故選A；

(2)[2]碰撞前后入射球A的速度由光電門測出：

，

；

被碰球B碰撞后的速度為：

；

根據(jù)牛頓第二定律,碰撞前有：

，

所以

；

同理碰撞后有：

，

所以

，

則：

；

[3]若碰撞前后動量守恒則有：

，

從而求得：

；

[4]碰撞后的動能

，

而碰撞后的動能

，

由于

，

所以機(jī)械能守恒，故是彈性碰撞。