刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离,即线段OM、OP、ON的长度。
(1)上述实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外,还需要测量的物理量有______。(写出物理量及相应
符号)
(2)实验中造成误差的可能情况有______。
A.用直尺测量的线段OM、OP、ON长度值
B.轨道不光滑
C.轨道末端不水平
D.轨道末端到地面的高度未测量
(3)若测得各落点痕迹到O点的距离:OM=268cm,OP=862cm,ON=1150cm,并知小球1、2的质量比为21,则系统碰撞前总动量P与碰撞后总动量P的百分误差PP__________________(结果保
P留一位有效数字)。
(4)完成上述实验后,实验小组成员小红对上述装置进行了改造,小红改造后的装置如图2所示。使小球
1仍从斜槽上A点由静止滚下,重复实验步骤1和2的操作,得到两球落在以斜槽末端为圆心的1圆弧上,4
平均落点M′、P′、N′。测量轨道末端到M′、P′、N′三点的连线与水平方向的夹角分别为1、2、3,则验证两
球碰撞过程中动量守恒的表达式为________用所测物理量的符号表示。
【答案】
1小球1和小球2的质量m1和m2
2AC
32
4
fm1
cos22si
2
m1
cos21si
1
m2
cos23si
3
【解析】
【详解】(1)因为平抛运动的时间相等,根据v=xt,所以用水平射程可以代替速度;根据动量守恒得:m1v0m1v1m2v2,即m1OPm1OMm2ON,所以除了测量线段OM、OP、ON的长度外,还需要测量的物理量是小球1和小球2的质量m1、m2.(2)用直尺测量的线段OM、OP、ON长度值时可能做成误差,选项A正确;轨道不光滑对实验无影响,
只要小球到达底端的速度相同即可,选项B错误;轨道末端不水平,则小球不能做平抛运动,会造成误差,选项C正确;因水平射程代替速度,则轨道末端到地面的高度未测量不会造成误差,选项D错误;(3)系统碰撞前总动量Pm1OP862×2m21724m2;碰撞后总动量P'
m1OMm2ON268m11150m21686m2,则
PPP
1724m21686m21724m2
2
00
(4)设圆弧半径为R,且落点M'与圆心连线与水平方向夹角为α1,则由平抛运动的知识可知:
R
cos1
v1t1;
R
si
1
12
gt12
;解得
v1
gRcos212si
1
;同理可得:v0
gRcos22;2si
2
v2
gRcos232si
3
;则要验证的关系为:m1v0m1v1m2v2;带入可得:
m1
cos22si
2
m1
cos21si
1
m2
cos23si
3
11如图所示,ABC和ABD为两条光滑固定轨道,A、B、E在同一水平面上,C、D、E在同一竖直线上,D点距r