Question

【題目】用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置可以驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律,即研究兩個(gè)小球在軌道水平部分碰撞前后的動(dòng)量關(guān)系,地面水平,圖中O點(diǎn)是小球拋出點(diǎn)在地面上的垂直投影,實(shí)驗(yàn)時(shí),用天平測(cè)量兩個(gè)小球的質(zhì)量m1、m2 ,先讓人射球1多次從斜軌上S位置靜止釋放,找到其平均落地點(diǎn)的位置P ,測(cè)量平拋射程OP ,然后，把被碰小球2靜置于軌道的水平部分，再將入射球1從斜軌S位置靜止釋放,與小球2相撞,并多次重復(fù),分別找到球1、球2相碰后平均落地點(diǎn)的位置M、N,測(cè)量平拋射程OM、ON。

①關(guān)于本實(shí)驗(yàn)下列說法正確的是__________.

A.入射球1的質(zhì)量應(yīng)比被碰小球2質(zhì)量大

B.小球與斜槽間的摩擦對(duì)實(shí)驗(yàn)有影響

C.人射球1必須從同一高度釋放

D.兩小球的半徑可以不同

②若兩球相碰前后的動(dòng)量守恒,其表達(dá)式可表示為_______________(用題中測(cè)量的量表示)

③若兩個(gè)小球質(zhì)量均未知,只知道m1>m2,則只需驗(yàn)證表達(dá)式_________成立， 可證明發(fā)生的碰撞是彈性碰撞。(用題中測(cè)量的量表示)

Answer 1

【答案】AC

【解析】

(1)[1]A．為保證入射小球不反彈，入射小球的質(zhì)量應(yīng)比被碰小球質(zhì)量大，故A正確；

B．被碰小球碰撞前后的時(shí)間僅由下落高度決定，兩球下落高度相同，時(shí)間相同，所以水平速度可以用水平位移數(shù)值表示即可，小球與斜槽間的摩擦對(duì)實(shí)驗(yàn)沒有影響，故B錯(cuò)誤；

C．小球離開軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)，由于小球拋出點(diǎn)的高度相等，它們?cè)诳罩械倪\(yùn)動(dòng)時(shí)間相等，小球的水平位移與小球的初速度成正比，所以入射球必須從同一高度釋放．故C正確；

D．由于是一維碰撞，所以兩球的半徑相同，否則就不是對(duì)心碰撞，驗(yàn)證起來要困難得多，故D錯(cuò)誤。

故選AC。

(2)[2]要驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律定律，即驗(yàn)證

小球離開軌道后做平拋運(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，上式兩邊同時(shí)乘以t得

解得

(3)[3]由動(dòng)量守恒和能量守恒有

聯(lián)立解得