解: (1)3.89m/s2
(2)小车质量m;斜面上任意两点间距离l及这两点的高度差h。mgh/l-ma
5.碰撞中的动量守恒
(1)每次入射小球都应该从斜槽轨道的同一位置开始自由下滑。
(2)被碰小球的位置必须与入射小球等高,其中心与斜槽末端的水平距离恰好是小球半径的2倍。
(3)由于v1、v1/、v2/ 均为水平方向,且两球的竖直下落高度相等,所以它们飞行时间相等,若以该时间为时间单位,那么小球的水平射程的数值就等于它们的水平速度。在右图中分别用OP、OM和O /N表示。因此只需验证:m1OP=m1OM+m2(O /N-2r)即可。
(4)必须以质量较大的小球作为入射小球(保证碰撞后两小球都向前运动)。
(5)小球落地点的平均位置要用圆规来确定:用尽可能小的圆把所有落点都圈在里面,圆心就是落点的平均位置。
(6)所用的仪器有:天平、刻度尺、游标卡尺(测小球直径)、碰撞实验器、复写纸、白纸、重锤、两个直径相同质量不同的小球、圆规。
(7)若被碰小球放在斜槽末端,而不用支柱,那么两小球将不再同时落地,但两个小球都将从斜槽末端开始做平抛运动,于是验证式就变为:m1OP=m1OM+m2ON,两个小球的直径也不需测量了(但必须相等)。
例6 在"碰撞中的动量守恒"实验中,仪器按要求安装好后开始实验,第一次不放被碰小球,第二次把被碰小球直接静止放在斜槽末端的水平部分,在百纸上记录下重锤位置和各小球落点的平均位置依次为O、A、B、C,设入射小球和被碰小球的质量依次为m1、m2,则下列说法中正确的有
A.第一、二次入射小球的落点依次是A、B
B.第一、二次入射小球的落点依次是B、A
C.第二次入射小球和被碰小球将同时落地
D. m1AB= m2OC
解:最远的C点一定是被碰小球的落点,碰后入射小球的速度将减小,因此选B;由于被碰小球是放在斜槽末端的,因此被碰小球飞出后入射小球才可能从斜槽末端飞出,两小球不可能同时落地;由动量守恒得m1OB= m1OA+m2OC,选D。答案是BD。
6.研究平抛物体的运动
(1)斜槽末端的切线必须水平。
(2)用重锤线检验坐标纸上的竖直线是否竖直。