Question

14．如圖為“碰撞中的動(dòng)量守恒”實(shí)驗(yàn)裝置示意圖
①入射小球1與被碰小球2直徑相同，它們的質(zhì)量相比較，應(yīng)是m₁＞m₂．（＞、=、＜）
②入射球碰前落地點(diǎn)是紙上的P點(diǎn)；放上被碰小球后兩小球碰后是否同時(shí)落地？是；（“是”或者”否”）這時(shí)小球1、2的落地點(diǎn)依次是圖中水平面上的M點(diǎn)和N點(diǎn)．
③接下來要完成的必要步驟是ADE．（填選項(xiàng)前的符號）
A．用天平測量兩個(gè)小球的質(zhì)量m₁、m₂；
B．測量小球m₁開始釋放高度h；
C．測量拋出點(diǎn)距地面的高度H；
D．分別找到m₁、m₂相碰后平均落地點(diǎn)的位置M、N；
E．測量平拋射程OM，ON．
④本實(shí)驗(yàn)必須滿足的條件是BCD；
A．斜槽軌道必須是光滑的
B．斜槽軌道末端的切線是水平的
C．入射小球每次都要從同一高度由靜止?jié)L下
D．碰撞的瞬間，入射小球與被碰小球的球心連線與軌道末端的切線平行
⑤實(shí)驗(yàn)中，各小球的落地點(diǎn)如圖所示，這個(gè)實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證的表達(dá)式是m_aOP=m_aOM+m_bON．（入射球的質(zhì)量為m₁，被碰球的質(zhì)量為m₂）．

Answer 1

分析 ①為防止碰撞過程入射球反彈，入射球的質(zhì)量應(yīng)大于被碰球的質(zhì)量．
②根據(jù)圖示裝置與小球的運(yùn)動(dòng)分析答題．
③根據(jù)動(dòng)量守恒定律求出需要驗(yàn)證的表達(dá)式，然后根據(jù)表達(dá)式分析回答③⑤．
④根據(jù)動(dòng)量守恒中的注意事項(xiàng)進(jìn)行分析答題．

解答 解：①為防止碰撞過程入射球反彈，入射球的質(zhì)量應(yīng)大于被碰球的質(zhì)量m_a大于m_b，即m_a＞m_b．
②由圖1所示裝置可知，小球a和小球b相撞后，小球b的速度增大，小球a的速度減小，
b球在前，a球在后，兩球都做平拋運(yùn)動(dòng)，由圖示可知，未放被碰小球時(shí)小球a的落地點(diǎn)為P點(diǎn)，碰撞后a、b的落點(diǎn)點(diǎn)分別為MN點(diǎn)．小球離開軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)，小球在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t相等；
③碰撞過程動(dòng)量守恒，
則m_av₀=m_av_A+m_bv_B，兩邊同時(shí)乘以時(shí)間t得：m_av₀t=m_av_At+m_bv_Bt，則m_aOP=m_aOM+m_bON，
因此A實(shí)驗(yàn)需要測量兩球的質(zhì)量，然后確這落點(diǎn)的位置；再確定兩球做平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移，故選ADE．
④本實(shí)驗(yàn)中兩球做平拋運(yùn)動(dòng)，故必須要求斜槽末端水平，小球每次下落的位置必須相等；同時(shí)為了保證對心碰撞，兩球的半徑應(yīng)相同；故選：BCD；
⑤由③可知，實(shí)驗(yàn)需要驗(yàn)證的表達(dá)式為：m_aOP=m_aOM+m_bON．
故答案為①＞；②P，是；M；N；③ADE；④BCD；⑤m_aOP=m_aOM+m_bON．

點(diǎn)評 本題考查了實(shí)驗(yàn)需要測量的量、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、實(shí)驗(yàn)原理、刻度尺讀數(shù)、動(dòng)量守恒表達(dá)式，解題時(shí)需要知道實(shí)驗(yàn)原理，根據(jù)動(dòng)量守恒定律與平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律求出實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證的表達(dá)式是正確答題的前提與關(guān)鍵．