Question

【題目】用半徑相同的兩小球A、B的碰撞驗證動量守恒定律，實驗裝置示意如圖所示，斜槽與水平槽圓滑連接。實驗時先不放B球，使A球從斜槽上某一固定點C由靜止?jié)L下，落到位于水平地面的記錄紙上留下痕跡。再把B球靜置于水平槽前端邊緣處，讓A球仍從C處由靜止?jié)L下，A球和B球碰撞后分別落在記錄紙上留下各自的痕跡。記錄紙上的O點是重垂線所指的位置，若各落點痕跡到O的距離分別為OM＝S1，OP＝S2，ON＝S3，并知兩球的質量分別為m＝10g與M＝20g，則：

(1)實驗中，下列操作中正確的是_____（填選項前的符號）

A．入射球A質量應用20g的小球

B．入射球A質量應用10g的小球

C．斜槽軌道末端應調節(jié)水平，但就算不水平，只要高度一樣，其實也不影響結果

D．斜槽應保證光滑，若有摩擦則實驗必定失敗

(2)實驗中，不需要測量的物理量是_____（填選項前的符號）

A．兩個小球的質量M、m B．小球拋出點距地面的高度H

C．A小球單獨作平拋運動的射程OP D．A碰撞B之后各自分別做平拋的射程OM和ON

(3)若此次實驗的碰撞過程中兩球為系統(tǒng)的動量守恒，則應成立的表達式為_____（用題中所測各物理量的符號表示）。

Answer 1

【答案】A B

【解析】

(1)[1]AB．根據實驗原理，小球碰撞后都應沿原方向運動，故入射球應用質量大的，故A正確B錯誤；

C．末端水平可以保證小球碰后都做平拋運動，故C錯誤；

D．小球每次從斜槽上某一固定點由靜止?jié)L下，根據實驗原理可知不論斜槽是否光滑，對實驗沒有影響，故D錯誤.

(2)[2]根據動量守恒定律，對AB球有

AB兩球碰撞后，分別做平拋運動，豎直高度相同，即在空中運動時間相等，則有

即有

所以

A．兩個小球的質量M、m與分析相符，故A正確；

B．小球拋出點距地面的高度H與分析不符，故B錯誤；

C．A小球單獨作平拋運動的射程OP與分析相符，故C正確；

D．A碰撞B之后各自分別做平拋的射程OM和ON與分析相符，故D正確。

[3]實驗的碰撞過程中兩球為系統(tǒng)的動量守恒，則應成立的表達式為