Question

15．在用如圖所示的裝置做”驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”實(shí)驗(yàn)時(shí)，入射球a的質(zhì)量為m₁，被碰球b的質(zhì)量為m₂，小球的半徑為r，各小球的落地點(diǎn)如圖所示，下列關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)的說法正確的是（　　）

• A． 入射球與被碰球最好采用大小相同、質(zhì)量相同的小球
• B． 讓入射球與被碰球連續(xù)10次相碰，每次都要使入射小球從斜槽上不同的位置滾下
• C． 要驗(yàn)證的表達(dá)式是m₁$\overline{ON}$=m₁$\overline{OM}$+m₂$\overline{OP}$
• D． 要驗(yàn)證的表達(dá)式是m₁$\overline{OP}$=m₁$\overline{OM}$+m₂$\overline{ON}$

Answer 1

分析 要保證碰撞前后a球的速度方向保持不變，則必須讓a球的質(zhì)量m₁大于b球的質(zhì)量m₂．為了保證每次小球運(yùn)動(dòng)的情況相同，故應(yīng)該讓入射小球a每次從同一位置滾下．本題要驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律定律即m₁v₀=m₁v₁+m₂v₂，應(yīng)用動(dòng)量守恒定律與平拋運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)分析答題．

解答 解：A、為讓兩球發(fā)生對心碰撞，兩球的直徑應(yīng)相等，即兩球大小相等，為防止碰撞后入射球反彈，入射球的質(zhì)量應(yīng)大于被碰球的質(zhì)量，故A錯(cuò)誤；
B、讓入射球與被碰球連續(xù)10次相碰，為保證球的速度相等，每次都使入射小球從斜槽上相同的位置由靜止?jié)L下，故B錯(cuò)誤；
C、小球離開軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)，由于小球拋出點(diǎn)的高度相等，它們在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t相等，如果碰撞過程動(dòng)量守恒，則：m₁v₀=m₁v₁+m₁v₂，兩邊同時(shí)乘以t得：m₁v₀t=m₁v₁t+m₁v₂t，即m₁$\overline{OP}$=m₁$\overline{OM}$+m₂$\overline{ON}$，故D正確，C錯(cuò)誤；
故選：D．

點(diǎn)評 本實(shí)驗(yàn)的一個(gè)重要的技巧是入射球和靶球從同一高度作平拋運(yùn)動(dòng)并且落到同一水平面上，故下落的時(shí)間相同，所以在實(shí)驗(yàn)的過程當(dāng)中把本來需要測量的速度改為測量平拋過程當(dāng)中水平方向發(fā)生的位移，可見掌握了實(shí)驗(yàn)原理才能順利解決此類題目．