題目列表(包括答案和解析)
某同學(xué)利用如圖所示的裝置驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律.圖中兩擺擺長(zhǎng)相同,懸掛于同一高度,A、B兩擺球均很小,質(zhì)量之比為1∶2.當(dāng)兩擺均處于自由靜止?fàn)顟B(tài)時(shí),其側(cè)面剛好接觸.向右上方拉動(dòng)B球使其擺線(xiàn)伸直并與豎直方向成45°角,然后將其由靜止釋放.結(jié)果觀(guān)察到兩擺球粘在一起擺動(dòng),且最大擺角為30°.若本實(shí)驗(yàn)允許的最大誤差為±4%,此實(shí)驗(yàn)是否成功地驗(yàn)證了動(dòng)量守恒定律?
【解析】:設(shè)擺球A、B的質(zhì)量分別為mA、mB,擺長(zhǎng)為l,B球的初始高度h1,碰撞前B球的速度為vB.在不考慮擺線(xiàn)質(zhì)量的情況下,根據(jù)題意及機(jī)械能守恒定律得h1=l(1-cos45°)①
mBv=mBgh1②
設(shè)碰撞前、后兩擺球的總動(dòng)量的大小分別為p1、p2,有
p1=mBvB③
聯(lián)立①②③式得p1=mB④
同理可得p2=(mB+mB)⑤
聯(lián)立④⑤式得=⑥
代入已知條件得()2=1.03⑦
由此可以推出||≤4%⑧
所以,此實(shí)驗(yàn)在規(guī)定的范圍內(nèi)驗(yàn)證了動(dòng)量守恒定律.
某同學(xué)利用如圖所示的裝置驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律.圖中兩擺擺長(zhǎng)相同,懸掛于同一高度,A、B兩擺球均很小,質(zhì)量之比為1∶2.當(dāng)兩擺均處于自由靜止?fàn)顟B(tài)時(shí),其側(cè)面剛好接觸.向右上方拉動(dòng)B球使其擺線(xiàn)伸直并與豎直方向成45°角,然后將其由靜止釋放.結(jié)果觀(guān)察到兩擺球粘在一起擺動(dòng),且最大擺角為30°.若本實(shí)驗(yàn)允許的最大誤差為±4%,此實(shí)驗(yàn)是否成功地驗(yàn)證了動(dòng)量守恒定律?
【解析】:設(shè)擺球A、B的質(zhì)量分別為mA、mB,擺長(zhǎng)為l,B球的初始高度h1,碰撞前B球的速度為vB.在不考慮擺線(xiàn)質(zhì)量的情況下,根據(jù)題意及機(jī)械能守恒定律得h1=l(1-cos45°)①
mBv=mBgh1②
設(shè)碰撞前、后兩擺球的總動(dòng)量的大小分別為p1、p2,有
p1=mBvB③
聯(lián)立①②③式得p1=mB④
同理可得p2=(mB+mB)⑤
聯(lián)立④⑤式得=⑥
代入已知條件得()2=1.03⑦
由此可以推出||≤4%⑧
所以,此實(shí)驗(yàn)在規(guī)定的范圍內(nèi)驗(yàn)證了動(dòng)量守恒定律.
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