Question

【題目】如圖所示為彈簧彈射裝置，在內(nèi)壁光滑、水平固定的金屬管中放有輕彈簧，在其兩端各放置一個(gè)金屬小球1和2（兩球直徑略小于管徑且與彈簧不固連），壓縮彈簧并鎖定�，F(xiàn)解除鎖定，則兩個(gè)小球同時(shí)沿同一直線向相反方向彈射。按下述步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：

①用天平測(cè)出兩球質(zhì)量分別m1、m2；

②用刻度尺測(cè)出兩管口離地面的高度均為h；

③解除彈簧鎖定彈出兩球，記錄兩球在水平地面上的落點(diǎn)P、Q。

回答下列問(wèn)題：

（1）要測(cè)定彈射裝置在彈射時(shí)所具有的彈性勢(shì)能，還需測(cè)量的物理量有______。（已知重力加速度g）

A．彈簧的壓縮量△x；

B．兩球落點(diǎn)P、Q到對(duì)應(yīng)管口M、N的水平距離x1、x2；

C．小球直徑；

D．兩球從管口彈出到落地的時(shí)間t1、t2。

（2）根據(jù)測(cè)量結(jié)果，可得彈性勢(shì)能的表達(dá)式為EP＝____________。

（3）由上述測(cè)得的物理量來(lái)表示，如果滿足關(guān)系式____________，那么說(shuō)明彈射過(guò)程中兩小球組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒。

Answer 1

【答案】（1）B（2）（3）m1x1＝m2x2

【解析】（1）彈簧的彈性勢(shì)能等于兩球得到的動(dòng)能之和，而要求解動(dòng)能必須還要知道兩球彈射的初速度v0，由平拋運(yùn)動(dòng)可知，故還需要測(cè)出兩球落點(diǎn)P、Q到對(duì)應(yīng)管口M、N的水平距離x1、x2；

（2）小球的動(dòng)能；故彈性勢(shì)能的表達(dá)式為；

（3）由上述測(cè)得的物理量來(lái)表示，如果滿足關(guān)系式m1v1=m2v2，即m1x1＝m2x2那么說(shuō)明彈射過(guò)程中兩小球組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒。