Question

【題目】如上圖所示為實驗室中驗證動量守恒的實驗裝置示意圖．

(1)若入射小球質(zhì)量為m1，半徑為r1；被碰小球質(zhì)量為m2，半徑為r2，則________．

A．m1>m2, r1>r2 B．m1>m2, r1<r2

C．m1>m2，r1＝r2 D．m1<m2, r1＝r2

(2)為完成此實驗，以下所提供的測量工具中必需的是________(填下列對應(yīng)的字母) .

A．直尺 B．游標(biāo)卡尺 C．天平 D．彈簧測力計 E．秒表

(3)本實驗中，實驗必須要求的條件是（______）

A．斜槽軌道必須是光滑的

B．斜槽軌道末端點的切線是水平的

C．入射小球每次都從斜槽上的同一位置無初速釋放

D．入射球與被碰球碰撞后必須黏合在一起運動

(4)設(shè)入射小球的質(zhì)量為m1，被碰小球的質(zhì)量為m2，P為碰前入射小球落點的平均位置，則關(guān)系式(用m1、m2及圖中字母表示)________________成立，即表示碰撞中動量守恒．

Answer 1

【答案】C AC BC m1OP=m1OM+m2ON

【解析】

（1）為了保證碰撞前后使入射小球的速度方向不變，故必須使入射小球的質(zhì)量大于被碰小球的質(zhì)量；為了使兩球發(fā)生正碰，兩小球的半徑相同；
（2）根據(jù)表達(dá)式確定需要測量的量，然后確定測量工具；

（3）求根據(jù)實驗注意事項及動量守恒定律內(nèi)容進(jìn)行分析答題；
（4）根據(jù)動量守恒定律與圖示實驗情景確定需要驗證的表達(dá)式；

（1）為保證兩球發(fā)生對心正碰，兩球的半徑應(yīng)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，故選C正確，選項ABD錯誤；
（2）實驗需要測量的量有：①入射小球的質(zhì)量，②被碰小球的質(zhì)量，③入射小球碰前平拋的水平位移，④入射小球碰后平拋的水平位移，⑤被碰小球碰后平拋的水平位移，測量水平位移需要用直尺，測質(zhì)量需要天平，因此需要的實驗器材是AC；

（3）A、驗證動量守恒定律實驗，必須保證斜槽軌道末端切線水平，斜槽軌道不必要光滑，故A錯誤，B正確；
C、為保證球的初速度相等，入射球每次都要從同一高度由靜止?jié)L下，兩球碰撞后不一定要黏合在一起，故C正確，D錯誤 ；
（4）兩球碰撞后做平拋運動，它們拋出點的高度相等，在空中的運動時間t相等，碰撞過程動量守恒，則，兩邊同時乘以時間t得：，則成立，即表示碰撞中動量守恒。