Question

【題目】如圖所示為彈簧彈射裝置，在內壁光滑、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。現解除鎖定，則兩個小球同時沿同一直線向相反方向彈射。按下述步驟進行實驗：

①用天平測出兩球質量分別m1、m2；

②用刻度尺測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P、Q。

回答下列問題：

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

A．彈簧的壓縮量△x；

B．兩球落點P、Q到對應管口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間t1、t2。

（2）根據測量結果，可得彈性勢能的表達式為EP＝____________。

（3）由上述測得的物理量來表示，如果滿足關系式____________，那么說明彈射過程中兩小球組成的系統動量守恒。

Answer 1

【答案】（1）B（2）（3）m1x1＝m2x2

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

（2）小球的動能；故彈性勢能的表達式為；

（3）由上述測得的物理量來表示，如果滿足關系式m1v1=m2v2，即m1x1＝m2x2那么說明彈射過程中兩小球組成的系統動量守恒。