某同学利用如图所示的装置验证动量守恒定律。图中两摆摆长相同,悬挂于同一高度,A、B两摆球均很小,质量之比为1∶2。当两摆均处于自由静止状态时,其侧面刚好接触。向右上方拉动B球使其摆线伸直并与竖直方向成45°角,然后将其由静止释放。结果观察到两摆球粘在一起摆动,且最大摆角成30°。若本实验允许的最大误差为±4%,此实验是否成功地验证了动量守恒定律?
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某同学利用如图实-11-9所示的装置验证动量守恒定律.图中两摆摆长相同,悬挂于同一高度,A、B两摆球均很小,质量之比为1∶2.当两摆均处于自由静止状态时,其侧面刚好接触.向右上方拉动B球使其摆线伸直并与竖直方向成45°角,然后将其由静止释放.结果观察到两摆球粘在一起摆动,且最大摆角成30°.若本实验允许的最大误差为±4%,此实验是否成功地验证了动量守恒定律?
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某同学利用如图所示的装置验证动量守恒定律。图中两摆摆长相同,悬挂于同一高度,A、B两摆球均很小,质量之比为1∶2。当两摆均处于自由静止状态时,其侧面刚好接触。向右上方拉动B球使其摆线伸直并与竖直方向成45°角,然后将其由静止释放。结果观察到两摆球粘在一起摆动,且最大摆角成30°。若本实验允许的最大误差为±4%,此实验是否成功地验证了动量守恒定律?
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某同学利用如图所示的装置验证动量守恒定律.图中两摆摆长相同,悬挂于同一高度,A、B两摆球均很小,质量之比为1∶2.当两摆均处于自由静止状态时,其侧面刚好接触.向右上方拉动B球使其摆线伸直并与竖直方向成45°角,然后将其由静止释放.结果观察到两摆球粘在一起摆动,且最大摆角为30°.若本实验允许的最大误差为±4%,此实验是否成功地验证了动量守恒定律?
【解析】:设摆球A、B的质量分别为mA、mB,摆长为l,B球的初始高度h1,碰撞前B球的速度为vB.在不考虑摆线质量的情况下,根据题意及机械能守恒定律得h1=l(1-cos45°)①
mBv=mBgh1②
设碰撞前、后两摆球的总动量的大小分别为p1、p2,有
p1=mBvB③
联立①②③式得p1=mB④
同理可得p2=(mB+mB)⑤
联立④⑤式得=⑥
代入已知条件得()2=1.03⑦
由此可以推出||≤4%⑧
所以,此实验在规定的范围内验证了动量守恒定律.
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某同学采用如图的实验装置来验证动量守恒定律(图中小球A和B半径相同、质量分别为mA和mB),先调节轨道末端水平,木板竖直固定(B球和O’点在同一水平线上)。当不放置B球时,让A球从挡板处由静止开始运动,它能打到木板上的P点,将B球置于轨道末端,同样让A球从挡板处由静止开始运动,得到木板上两球的落点N和M,分别测量O’点到N、P和M点的距离为H1、H2和H3。
(1)该实验要求两球的质量关系为mA______(填“大于”“小于”或“等于”)mB
(2)若A球与B球碰撞动量守恒,则应有mA、mB、H1、H2和H3之间关系式为________。
(3)若A球与B球碰撞为弹性碰撞,则H1、H2和H3之间关系式为__________。
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某同学设计图示装置“验证动量守恒定律”,用不可伸长的轻质细绳悬挂小球A,悬点O到小球球心的长度为L,细绳偏离竖直方向的夹角可从量角器直接读出。用固定的竖直支架支撑小球B,选择大小相同、质量不等的A、B两个小球,将小球B放置在支架上。调节装置,让细绳竖直时A、B两个小球等高并恰好接触,已知支架的高度为h,重力加速度为g。根据装置图,结合实验原理完成下列问题:
(1)用天平测出小球A、B的质量分别为m1、m2;
(2)用水平力将小球A拉至某一位置,读出细绳偏离竖直方向的夹角为,由静止释放小球A;
(3) A与B发生碰撞后,A被反弹,细绳偏离竖直方向的最大夹角为,小球B做平抛运动,在水平方向的位移为X。
(4)计算出碰撞前瞬间,A的速度大小为_________;碰撞后B的速度大小为____________;
(5)验证A、B碰撞动量守恒的表达式为________________________________。
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