1.
(2024高三下·长沙月考)
小何同学做“研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒”实验,组装好如图1所示实验装置并调节斜槽末端水平后,实验步骤如下:
图1
①用电子天平测量出钢球和玻璃球的质量分别为 .
②找到斜槽末端在白纸上的竖直投影点 .
③将钢球从斜槽上某一位置由静止释放,落到复写纸上并在白纸上留下痕迹:重复上述操作多次,得到多个落点痕迹,找到平均落点 .
④将玻璃球放在斜槽末端,再将钢球从位置由静止释放,两球碰撞后落到复写纸上并在白纸上留下痕迹:重复上述操作多次,分别找到两球的平均落点 .
⑤用刻度尺测量出线段和的长度分别记为和 . 试分析下列问题.
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(2)
验证碰撞过程动量守恒的表达式
(用
表示).
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(3)
小何细心观察后发现他做实验得到的
四点不共线,而是如图2所示情况.于是他进一步测得
, 若小何想重新验证该碰撞过程沿
方向动量守恒,则需要验证表达式
,若他还想验证该碰撞过程前后动能相等,则需要验证表达式
.(用
表示)
图2
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(4)
定义碰撞过程的恢复系数
, 其中
和
分别表示两物体碰撞前的相对速度和碰撞后的相对速度.若实验时
四点共线,且落点
总是在
之间,则说明钢球与玻璃球碰撞的恢复系数至少为
(保留2位有效数字,已知钢球密度约为玻璃球密度的3倍).
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