Question

4．如圖為探究碰撞中的不變量的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖．
（1）本實(shí)驗(yàn)非必須要求的條件是A
A．斜槽軌道必須是光滑的
B．斜槽軌道末端點(diǎn)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(wú)初速釋放
D．入射球與被碰球滿足m_a＞m_b，r_a=r_b
（2）設(shè)OM=a，OP=b，ON=c，則只需驗(yàn)證m_ab=m_aa+m_bc．

Answer 1

分析 （1）在做“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，是通過(guò)平拋運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律求解碰撞前后的速度的，所以要保證每次小球都做平拋運(yùn)動(dòng)，則軌道的末端必須水平．
（2）本題要驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律定律即m₁v₀=m₁v₁+m₂v₂，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律即可得出對(duì)應(yīng)的表達(dá)式．

解答 解：（1）A、“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，是通過(guò)平拋運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律求解碰撞前后的速度的，只要離開(kāi)軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)，對(duì)斜槽是否光滑沒(méi)有要求，故A錯(cuò)誤；
B、要保證每次小球都做平拋運(yùn)動(dòng)，則軌道的末端必須水平，故B正確；
C、要保證碰撞前的速度相同，所以入射球每次都要從同一高度由靜止?jié)L下，故C正確；
D、為了保證小球碰撞為對(duì)心正碰，且碰后不反彈，要求m_a＞m_b，r_a=r_b，故D正確．
本題選非必要要求的，故選：A；
（2）要驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律定律即：m_av₀=mav₁+m_bv₂
小球做平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知根據(jù)兩小球運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相同，上式可轉(zhuǎn)換為：
m_av₀t=m_av₁t+m_bv₂t
故需驗(yàn)證m_ab=m_aa+m_bc，
故答案為：（1）A；（2）m_ab=m_aa+m_bc

點(diǎn)評(píng) 本實(shí)驗(yàn)的一個(gè)重要的技巧是入射球和靶球從同一高度作平拋運(yùn)動(dòng)并且落到同一水平面上，故下落的時(shí)間相同，所以在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程當(dāng)中把本來(lái)需要測(cè)量的速度改為測(cè)量平拋過(guò)程當(dāng)中水平方向發(fā)生的位移，可見(jiàn)掌握了實(shí)驗(yàn)原理才能順利解決此類題目．