Question

【題目】如圖所示為“驗(yàn)證碰撞中的動(dòng)量守恒”的實(shí)驗(yàn)裝置。

(1)下列說法中符合本實(shí)驗(yàn)要求的是_________________.

A.軌道應(yīng)當(dāng)盡量光滑，以減小實(shí)驗(yàn)誤差

B.每次入射球應(yīng)從斜槽上同一位置由靜止釋放

C.安裝軌道時(shí)，應(yīng)使軌道末端切線水平

D.需要使用的測(cè)量?jī)x器有天平、秒表和刻度尺

E.入射小球a和被碰小球b的質(zhì)量m1、m2應(yīng)該滿足m1>m2

(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)，先不放b球，讓a球多次從同一位置由靜止釋放，找到平均落點(diǎn)放上b 球后，將a球仍從同一位置釋放并重復(fù)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中記錄了軌道末端在記錄紙上的豎直投影為O點(diǎn)，在記錄紙上找到了兩球平均落點(diǎn)位置為A、C,并測(cè)得三點(diǎn)到0點(diǎn)的距離分別為x1、x2和x3。若在誤差允許范圍內(nèi)滿足表達(dá)式 ______________________，則可得出碰撞中動(dòng)量守恒的結(jié)論。若兩球的碰撞為彈性碰撞，則還應(yīng)滿足________________________ .

Answer 1

【答案】 （1）BCE （2）

【解析】（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，軌道不一定要光滑，只要到達(dá)底端的速度相同即可，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；為保持入射球的初速度相等，在同一組實(shí)驗(yàn)的不同碰撞中，每次入射球必須從同一高度由靜止釋放，故B正確；為保證小球離開軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)，小球離開軌道時(shí)的速度必須水平，安裝軌道時(shí)，軌道末端必須水平，故C正確；實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)出小球質(zhì)量與小球的水平位移，需要使用的測(cè)量?jī)x器有天平和刻度尺，因不需要計(jì)時(shí)，故不需要秒表；故C錯(cuò)誤；要使兩球發(fā)生對(duì)心正碰，兩球半徑應(yīng)相等，為防止入射球碰撞后反彈，入射球的質(zhì)量應(yīng)大于靶球的質(zhì)量，即：入射球比靶球質(zhì)量大，入射球與靶球半徑應(yīng)相等，故E錯(cuò)誤；故選BC．

（2）兩球碰撞后做平拋運(yùn)動(dòng)，它們拋出點(diǎn)的高度相等，在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t相等，碰撞過程動(dòng)量守恒，則m1v1=m1v1′+m2v2′，
兩邊同時(shí)乘以時(shí)間t得：m1v1t=m1v1′t+m2v2′t，則m1x2=m1x1+m2x3，故只要滿足m1x2=m1x1+m2x3，碰撞過程中系統(tǒng)動(dòng)量守恒．若兩球的碰撞為彈性碰撞，則還應(yīng)滿足： m1v12=m1v1′2+m2v2′2，即滿足；