[题目]碰撞一般分为弹性碰撞和非弹性碰撞,发生弹性碰撞时,系统的动量守恒,机械能也守恒;发生非弹性碰撞时,系统的动量守恒,但机械能不守恒.为了判断碰撞的种类,某实验兴趣小组用如图“碰撞实验器设计了如下实验.实验步骤如下:①按照如图所示的实验装置图,安装实物图.②调整斜槽末端水平.O为斜槽末端竖直投影.③在轨道上固定一挡板S.从贴紧挡板S处由静止释� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】碰撞一般分为弹性碰撞和非弹性碰撞,发生弹性碰撞时,系统的动量守恒,机械能也守恒;发生非弹性碰撞时,系统的动量守恒,但机械能不守恒。为了判断碰撞的种类,某实验兴趣小组用如图“碰撞实验器”设计了如下实验。实验步骤如下:

①按照如图所示的实验装置图,安装实物图。

②调整斜槽末端水平，O为斜槽末端竖直投影。

③在轨道上固定一挡板S，从贴紧挡板S处由静止释放质量为m1的小球 1，小球1落在P点，用刻度尺测得P点与O点距离2L。

④在装置末端放置一个大小与小球1相同的小球2，其质量为m2。现仍从S处静止释放小球1，小球1与小球2发生正碰，小球2落在N点，小球1落在M点，测得OM为L，ON为3L。

(1)若入射小球质量为，半径为r1，被碰小球质量为，半径为r2，则要求_______。

A. ；

B.；

C.；

D.；

(2)小球1与小球2的质量之比∶=____。

(3)若两小球均看作质点，以两球为系统，碰前系统初动能Ek0=____，碰后系统末动能Ek=____，则系统机械能 _____(选填“守恒”或“不守恒”)，可以得出两球的碰撞是____碰撞。(Ek0、Ek用题目中字母H、m2、L和重力加速度g表示)

【答案】C 3:1 守恒弹性

【解析】

(1)[1]在小球碰撞过程中水平方向动量守恒，有：

在碰撞过程中机械能守恒，则有：

解得：，要碰后入射小球的速度，即有：

则有：，为了使两球发生正碰，两小球的半径相同，所以；

A.；与分析不符，不符合题意；

B.；与分析不符，不符合题意；

C.；与分析相符，符合题意；

D.；与分析不符，不符合题意。

(2)[2]球1运动到斜槽末端的速度为，在空中做平抛运动，水平方向有：

竖直方向有：

解得：

由于球1两次均从同一高度自由下滑，到斜槽末端的速度均为，设球1与球2碰撞后速度分别为和，碰后两球在空中均做平抛运动，根据平抛运动规律可得：

碰撞前后球1和球2组成的系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：

即有：

解得：

(3)[3]以两球为系统，碰前系统初动能：

[4]碰后系统末动能：

[5][6]显然，在碰撞过程中系统机械能守恒，两球碰撞是弹性碰撞。

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C.感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向向右

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