Question

14．在“驗(yàn)證碰撞中的動(dòng)量守恒”的實(shí)驗(yàn)中，讓質(zhì)量為m₁的小球從斜槽軌道上某處自由滾下，與靜止在軌道末端的質(zhì)量為m₂的小球發(fā)生對(duì)心碰撞（如圖所示），則
（1）兩個(gè)小球質(zhì)量及大小關(guān)系應(yīng)滿(mǎn)足B；
A．m₁=m₂
B．m₁＞m₂
C．m₁＜m₂
D．大小相等
E．沒(méi)有限制
（2）實(shí)驗(yàn)必須滿(mǎn)足的條件是AC；
A．軌道末端必須是水平的
B．斜槽軌道必須是光滑的
C．入射球m₁每次必須是從同一高度由靜止釋放
（3）實(shí)驗(yàn)中必須測(cè)量的物理量是ADE
A．小球的質(zhì)量m₁和m₂
B．桌面離地面的高度H
C．小球m₁的初始高度h
D．小球m₁單獨(dú)落下的水平距離OB
E．小球m₁和m₂碰后的水平距離OA、OC
F．測(cè)量小球m₁或m₂的直徑
（4）本次實(shí)驗(yàn)我們要驗(yàn)證等式：m₁OB=m₁OA+m₂OC是否成立．

Answer 1

分析 （1）為防止碰撞過(guò)程中入射小球反彈，入射球的質(zhì)量大于被碰球的質(zhì)量；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理以及操作中的注意事項(xiàng)確定實(shí)驗(yàn)滿(mǎn)足的條件；
（3）根據(jù)動(dòng)量守恒定律求出實(shí)驗(yàn)需要驗(yàn)證的表達(dá)式，然后分析答題；
（4）根據(jù)動(dòng)量守恒定律求出實(shí)驗(yàn)需要驗(yàn)證的表達(dá)式．

解答 解：（1）驗(yàn)證碰撞中的動(dòng)量守恒實(shí)驗(yàn)，為防止入射球反彈，入射球的質(zhì)量應(yīng)大于被碰球的質(zhì)量，故選：B；
（2）小球從斜槽滑出做平拋運(yùn)動(dòng)，可知斜槽的末端必須水平，但是斜槽不一定需要光滑，只要入射球m₁每次必須是從同一高度由靜止釋放，使得平拋運(yùn)動(dòng)的初速度相等即可．故選：AC．
（3）小球粒子軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)，它們拋出點(diǎn)的高度相同，在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t相等，
m₁v₁=m₁v₁′+m₂v₂′，
兩邊同時(shí)乘以時(shí)間t，則有：
m₁v₁t=m₁v₁′t+m₂v₂′t，
m₁OB=m₁OA+m₂OC，
則實(shí)驗(yàn)需要測(cè)出：小球的質(zhì)量、小球的水平位置OB，OA，OC，
故選：ADE；
（4）由（2）可知，實(shí)驗(yàn)需要驗(yàn)證的表達(dá)式為：m₁OB=m₁OA+m₂OC
故答案為：（1）B；（2）AC；（3）ADE；（4）m₁OB=m₁OA+m₂OC

點(diǎn)評(píng) 實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：（1）前提條件：保證碰撞是一維的，即保證兩物體在碰撞之前沿同一直線運(yùn)動(dòng)，碰撞之后還沿這條直線運(yùn)動(dòng)．（2）利用斜槽進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，入射球質(zhì)量要大于被碰球質(zhì)量，即m₁＞m₂，防止碰后m₁被反彈．