如图所示,两个圆形光滑细管在竖直平面内交叠,组成“8”字形通道,在“8”字形通道底端B处连接一内径相同的粗糙水平直管AB。已知E处距地面的高度h=3.2m,一质量m=1kg的小球a从A点以速度v0=12m/s的速度向右进入直管道,到达B点后沿“8”字形轨道向上运动,到达D点时恰好与轨道无作用力,直接进入DE管(DE管光滑),并与原来静止于E处的质量为M=4kg的小球b发生正碰(ab均可视为质点)。已知碰撞后a球沿原路返回,速度大小为碰撞前速度大小的1/3,而b球从E点水平抛出,其水平射程s=0.8m,(g取10m/s2)
(1)求碰后b球的速度大小?
(2)求“8”字形管道上下两圆的半径r和R.?
(3)若小球a在管道AB中运动时所受阻力为定值,请判断a球返回到BA管道中时能否从A端穿出?
用如图8-6-6所示装置验证动量守恒定律,质量为mA的钢球A用细线悬挂于O点,质量为mB的钢球B放在离地面高度为H的小支柱N上,O点到A球球心的距离为l,使悬线在A球释放前绷紧,且线与竖直线的夹角为α,A球释放后摆动到最低点(初始位置是水平的)时恰好与B球正碰,碰撞后,A球把轻质指示针OC推移到与竖直方向夹角β处,B球落在地面上,地面上铺一张盖有复写纸的白纸D,保持α角不变,多次重复上述实验,白纸上记录到多个B球的落点.
图8-6-6
(1)图中s应是B球初始位置到_________的水平距离.
(2)为了验证两球碰撞过程动量守恒,应测得_________等物理量.
(3)用测得的物理量表示碰撞前后A球、B球的动量:pA=_____,pA′=_________,pB=_______,pB′=_________.
某同学用图8-6-4所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律.图中PQ是斜槽,QR为水平槽.实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下,落到位于水平地面的记录纸上,留下痕迹.重复上述操作10次,得到10个落点痕迹.再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方,让A球仍从位置G由静止开始滚下,和B球碰撞后,A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹.重复这种操作10次.图中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点.B球落点痕迹如图8-6-5所示,其中米尺水平放置,且平行于G、R、O所在的平面,米尺的零点与O点对齐.
图8-6-4图8-6-5
(1)碰撞后B球的水平射程应取为___________cm.
(2)在以下选项中,哪些是本次实验必须进行的测量?___________ (填选项号).
A.水平槽上未放B球时,测量A球落点位置到O点的距离
B.A球与B球碰撞后,测量A球落点位置到O点的距离
C.测量A球或B球的直径
D.测量A球和B球的质量(或两球质量之比)
E.测量G点相对于水平槽面的高度
某同学用图16-1-9所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证mv的矢量和在碰撞中是守恒的.图中PQ是斜槽,QR是水平槽.实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下,落到位于水平地面的记录纸上,留下痕迹.重复上述操作10次,得到10个落点痕迹,再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方,让A球仍从位置G由静止开始滚下,和B球碰撞后,A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹.重复这种操作10次.图16-1-9中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点,B球落点痕迹如图16-1-10所示,其中米尺水平放置,且平行于G、R、O所在的平面,米尺的零点与O点对齐.
图16-1-9图16-1-10
(1)碰撞后B球的水平射程应取为___________cm.
(2)在以下选项中,哪些是本次实验必须进行的测量?答___________ (填选项号).
A.水平槽上未放B球时,测量A球落点位置到O点的距离
B.A球与B球碰撞后,测量A、B球落点位置到O点的距离
C.测量A球和B球的质量(或两球质量之比)
D.测量G点相对于水平槽面的高度
某同学把两块大小不同的木块用细线连接,中间夹一被压缩了的轻质弹簧,如图16-1-5所示.将这一系统置于光滑的水平桌面上,烧断细线,观察物体的运动情况,进行必要的测量,验证物体间相互作用时mv守恒.
图16-1-5
(1)该同学还必须有的器材是__________________.
(2)需要直接测量的数据是________________________________________________.
(3)用所得数据验证mv守恒的关系式是____________.
如图16-1-3所示为气垫导轨上两个滑块A、B相互作用后运动过程的频闪照片,频闪的频率为10 Hz.开始两个滑块静止,它们之间有一根被压缩的轻弹簧,滑块用绳子连接,绳子烧断后,两个滑块向相反方向运动.已知滑块A、B的质量分别为200 g、300 g.根据照片记录的信息,释放弹簧,A、B离开弹簧后,A滑块做___________运动,其速度大小为___________.本实验得出“在实验误差范围内,两木块组成的系统速度与质量乘积mv守恒”这一结论的依据是________________.
图16-1-3