Question

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

(1)下列說法中不符合本實(shí)驗(yàn)要求的是____（填序號(hào)）。

A．為了使入射小球在碰撞后不被反彈，則應(yīng)使入射小球的質(zhì)量大于被碰小球的質(zhì)量

B．實(shí)驗(yàn)中需要用天平稱量出兩小球的質(zhì)量

C．為保證入射小球和被碰小球離開槽口后均做平拋運(yùn)動(dòng)，必須保證斜槽末端水平

D．需要測量小球拋出時(shí)離地面的高度及拋出后的水平距離

(2)實(shí)驗(yàn)中記錄了軌道末端在記錄紙上的豎直投影為0點(diǎn)，經(jīng)多次釋放入射球，在記錄紙上找到了兩球平均落點(diǎn)位置為M、P、N，并測得它們到D點(diǎn)的距離分別為OM、OP和ON，測出OM、OP和ON的距離分別為x1、x2、x3，已知入射球的質(zhì)量為m1，被碰小球的質(zhì)量為m2，驗(yàn)證碰撞中動(dòng)量守恒的表達(dá)式為___________（用已知物理量表示）

(3)若要驗(yàn)證以上碰撞為彈性碰撞，則需要驗(yàn)證的表達(dá)式為_______________[要求用（2）問中涉及昀物理量表示]。

Answer 1

【答案】D m1x2=m1x1+m2x3

【解析】

(1) A、要使兩球發(fā)生對心正碰，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A符合本實(shí)驗(yàn)要求；

B、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符合本實(shí)驗(yàn)要求；

C、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符合本實(shí)驗(yàn)要求；

D、兩球碰撞后均做平拋運(yùn)動(dòng)，平拋的初速度為，豎直高度相同，則，故只需要測量平拋的水平位移而不需要測量豎直高度；D不符合本實(shí)驗(yàn)要求.

本題選不符合本實(shí)驗(yàn)要求的故選D．

(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，即.

(3)如果碰撞過程機(jī)械能守恒，表現(xiàn)為動(dòng)能不損失，有，代入數(shù)據(jù)可得：.