Question

某小组用如图所示的装置验证动量守恒定律．装置固定在水平面上，圆弧形轨道下端切线水平．两球半径相同，两球与水平面的动摩擦因数相同．实验时，先测出A、B两球的质量，让球A多次从圆弧形轨道上某一位置由静止释放，记下其在水平面上滑行距离的平均值，然后把球B静置于轨道下端水平部分，并将A从轨道上同一位置由静止释放，并与B相碰，重复多次．

①为确保实验中球A不反向运动，则应满足的关系是________________；

②写出实验中还需要测量的物理量及符号：____________；

③若碰撞前后动量守恒，写出动量守恒的表达式：______________；

④取，且A、B间为完全弹性碰撞，则B球滑行的距离为___________．

Answer

①mA＞mB；②需要测量碰撞后A、B球在水平面滑行的距离：xA、xB．

③④

【解析】试题分析：①为防止两球碰撞后入射球反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量，即：mA＞mB；

②碰撞后两球做减速运动，设碰撞后的速度为：vA、vB，

由动能定理得：-μmAgx0=0-mAv02，，

-μmAgxA=0-mAvA2，，

-μmBgxB=0-mBvB2，，

如果碰撞过程动量守恒，则：mAv0=mAvA+mBvB，

即：，

整理得：，

实验需要测量碰撞后A、B球在水平面滑行的距离：xA、xB．

③由②可知，若碰撞前后动量守恒，写出动量守恒的表达式为：．

④如果碰撞过程是完全弹性碰撞，碰撞过程系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：，

由机械能守恒定律得：，

已知：mA=2mB，x0=1m，

解得：；

考点：验证动量守恒定律

【名师点睛】本题考查了判断两球间质量关系、求实验需要测量的量、实验需要验证表达式、球滑行的距离等问题，通过审题理解实验原理是解题的前提与关键，应用动量守恒定律与机械能守恒定律可以解题．