Question

17．在用如圖1所示的裝置驗(yàn)證動(dòng)量守恒的試驗(yàn)中

（1）在驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，必須要求的條件是：BCDE
A、軌道是光滑的．
B、軌道末端的切線是水平的．
C、m₁和m₂的球心在碰撞的瞬間在同一高度．
D、碰撞的瞬間m₁和m₂球心連線與軌道末端的切線平行．
E、每次m₁都要從同一高度靜止?jié)L下．
（2）在驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，必須測(cè)量的量有：ABFG
A、小球的質(zhì)量m₁和m₂．            B、小球的半徑r．
C、桌面到地面的高度H．              D、小球m₁的起始高度h．
E、小球從拋出到落地的時(shí)間t．        F、小球m₁未碰撞飛出的水平距離．
G、小球m₁和m₂碰撞后飛出的水平距離．
（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)，小球的落點(diǎn)分別如圖2所示的M、N、P點(diǎn)，應(yīng)該比較下列哪兩組數(shù)值在誤差范圍內(nèi)相等，從而驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律：AE
A、m₁•$\overline{OP}$   
B、m₁•$\overline{OM}$．
C、m₁•$\overline{ON}$      
D、m₁•$\overline{OM}$+m₂•$\overline{ON}$
E、m₁•$\overline{OM}$+m₂•（$\overline{ON}$-2r）    
F、m₁•$\overline{OM}$+m₂•（$\overline{OP}$-2r）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理以及注意事項(xiàng)確定正確的操作步驟．
（2、3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理，抓住碰撞前系統(tǒng)的總動(dòng)量和碰撞后系統(tǒng)總動(dòng)量是否相等，確定所需測(cè)量的物理量．

解答 解：（1）AB、為了保證小球做平拋運(yùn)動(dòng)，軌道的末端需切線水平，軌道不一定需要光滑，故A錯(cuò)誤，B正確．
C、為了發(fā)生對(duì)心碰撞，m₁和m₂的球心在碰撞的瞬間在同一高度，故C正確．
D、碰撞后兩球均要做平拋運(yùn)動(dòng)，碰撞的瞬間m₁和m₂球心連線與軌道末端的切線平行，故D正確．
E、為了保證碰撞前小球的速度相等，每次m₁都要從同一高度靜止?jié)L下，故E正確．
故選：BCDE．
（2）小球離開(kāi)軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)，小球下落的高度相同，在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t相同，由x=vt可知，小球的水平位移與小球的初速度v成正比，可以用小球的水平位移代小球的初速度，如果小球動(dòng)量守恒，滿足關(guān)系式：m_Av₀=m_Av₁+m_Bv₂，故有m_Av₀t=m_Av₁t+m_Bv₂t，即m_AOP=m_AOM+m_BON；由此可知需測(cè)量小球a、b的質(zhì)量m_a、m_b，記錄紙上O點(diǎn)A、B、C各點(diǎn)的距離OA、OB、OC，由于要考慮小球的半徑，則還需要測(cè)量小球的半徑r，故選：ABFG．
（3）碰撞前，系統(tǒng)的總動(dòng)量等于球1的動(dòng)量，即P₁=m₁•v₁，碰撞后的總動(dòng)量P₂=m₁v₁′+m₂v₂，由于${v}_{1}=\frac{\overline{OP}}{t}$，${v}_{1}′=\frac{\overline{OM}}{t}$，${v}_{2}=\frac{\overline{0N}-2r}{t}$，則需要驗(yàn)證m₁•$\overline{OP}$ 和m₁•$\overline{OM}$+m₂•（$\overline{ON}$-2r）是否相等，故選：AE．
故答案為：（1）BCDE，（2）ABFG，（3）AE．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)的原理及要求以及數(shù)據(jù)處理等基礎(chǔ)知識(shí)，要注意明確利用平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律分析探究動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)方法．