Question

8．在“探究碰撞中的不變量”的實驗中，用如圖所示的斜槽裝置進行探究，以下說法正確的是（　　）

• A． 選擇實驗儀器時，天平可選可不選
• B． 實驗中的斜槽需要光滑且末端切線水平
• C． 需要記錄小球拋出的高度及水平距離，以確定小球離開斜槽末端時的速度
• D． 無論是否放上被碰小球，入射小球都必須從同一高度處靜止釋放

Answer 1

分析 由動量守恒定律求出需要驗證的表達式，根據(jù)表達式確定需要測量的量；在做“驗證動量守恒定律”的實驗中，是通過平拋運動的基本規(guī)律求解碰撞前后的速度的，所以要保證每次小球都做平拋運動，則軌道的末端必須水平，但斜槽不需要光滑；同時入射小球都必須從同一高度處靜止釋放，以保證每次實驗中入射速度相同．

解答 解：A、要驗證動量守恒定律定律，即驗證：m_av₁=m_av₂+m_bv₃，小球離開軌道后做平拋運動，它們拋出點的高度相等，在空中的運動時間t相等，
上式兩邊同時乘以t得：m_av₁t=m_av₂t+m_bv₃t，得：m_ax₁=m_ax₂+m_bx₃，因此必須使用天平測量兩小球的質(zhì)量，故A錯誤；
B、“驗證動量守恒定律”的實驗中，是通過平拋運動的基本規(guī)律求解碰撞前后的速度的，只要離開軌道后做平拋運動，對斜槽是否光滑沒有要求，故B錯誤；
C、由A的分析可知，實驗中只需記錄水平射程即可，不需要記錄高度和離開末端時的速度，故C錯誤；
D、要保證每次碰撞前的入射球的速度相同，入射球每次都要從同一高度由靜止?jié)L下，故D正確；
故選：D．

點評 利用平拋運動驗證動量守恒定律的實驗的一個重要的技巧是入射球和靶球從同一高度作平拋運動并且落到同一水平面上，故下落的時間相同，所以在實驗的過程當中把本來需要測量的速度改為測量平拋過程當中水平方向發(fā)生的位移，可見掌握了實驗原理才能順利解決此類題目．