Question

(11分)如圖所示為實(shí)驗(yàn)室中驗(yàn)證動(dòng)量守恒的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。

（1）若入射小球質(zhì)量為，半徑為；被碰小球質(zhì)量為，半徑為，則（    ）
A.,     B. ,
C.,   D. ,
(2)為完成此實(shí)驗(yàn)，以下所提供的測(cè)量工具中必需的是                  .（填下列對(duì)應(yīng)的字母）
A.直尺    B.游標(biāo)卡尺     C.天平    D.彈簧秤    E.秒表
（3）實(shí)驗(yàn)中必需要求的條件是         
A.斜槽必須是光滑的
B.斜槽末端的切線必須水平
C.與的球心在碰撞瞬間必須在同一高度
D.每次必須從同一高度處滾下
（4）實(shí)驗(yàn)中必須測(cè)量的物理量是         
A.小球的質(zhì)量和      B.小球起始高度       C.小球半徑和
D.小球起飛的時(shí)間        E.桌面離地面的高度   F.小球飛出的水平距離
（5）設(shè)入射小球的質(zhì)量，被碰小球質(zhì)量為，P為被碰前入射小球落點(diǎn)的平均位置，則關(guān)系式（用、及圖中字母表示）                          成立，即表示碰撞中動(dòng)量守恒.

Answer 1

（1）C  （2）AC  （3）BCD  （4）AF （5）

試題分析:（1）為了使兩球發(fā)生正碰，兩小球的半徑要相同，即；在小球在斜槽末端碰撞過程中水平方向滿足動(dòng)量守恒定律有：，兩球若發(fā)生彈性碰撞滿足機(jī)械能守恒定律有：，解得：，要使碰后入射小球不反彈有速度,則，即，故選C。
（2）為碰前入射小球落點(diǎn)的平均位置，為碰后入射小球的位置，為碰后被碰小球的位置，碰撞前入射小球的速度，碰撞后入射小球的速度，碰撞后被碰小球的速度，若，則表明通過該實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了兩球碰撞過程中動(dòng)量守恒，帶入數(shù)據(jù)得，所以需要測(cè)量質(zhì)量和水平位移，用到的儀器是直尺、天平．
（3）即使斜槽粗糙，入射小球兩次在相同的摩擦力作用下滑到斜槽末端的速度相同，不會(huì)影響碰撞實(shí)驗(yàn)，故對(duì)斜槽是否光滑沒有要求，選項(xiàng)A錯(cuò)誤。為保證小球碰前碰后速度水平，則斜槽末端切線必須水平，選項(xiàng)B正確。為了發(fā)生對(duì)心碰撞，與的球心在碰撞瞬間必須在同一高度，選項(xiàng)C正確。入射小球每次從同一高度由靜止釋放，保證入射小球碰撞前的速度不變，選項(xiàng)D正確。故選BCD。
（4）小球平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等，要驗(yàn)證動(dòng)量守恒，只需驗(yàn)證，所以需要測(cè)量?jī)尚∏虻馁|(zhì)量，以及小球飛出的水平距離，故選AF。
（5）根據(jù)落點(diǎn)可得驗(yàn)證動(dòng)量守恒的表達(dá)式為。