Question

【題目】如圖所示為實驗室“驗證碰撞中動量守恒”的實驗裝置。

(1)下列說法中不符合本實驗要求的是____（填序號）。

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．實驗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動，必須保證斜槽末端水平

D．需要測量小球拋出時離地面的高度及拋出后的水平距離

(2)實驗中記錄了軌道末端在記錄紙上的豎直投影為0點，經(jīng)多次釋放入射球，在記錄紙上找到了兩球平均落點位置為M、P、N，并測得它們到D點的距離分別為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，驗證碰撞中動量守恒的表達式為___________（用已知物理量表示）

(3)若要驗證以上碰撞為彈性碰撞，則需要驗證的表達式為_______________[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符合本實驗要求；

B、為保持入射球的初速度相等，在同一組實驗的不同碰撞中，每次入射球必須從同一高度由靜止釋放，故B符合本實驗要求；

C、為保證小球離開軌道后做平拋運動，小球離開軌道時的速度必須水平，安裝軌道時，軌道末端必須水平，故C符合本實驗要求；

D、兩球碰撞后均做平拋運動，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不符合本實驗要求.

本題選不符合本實驗要求的故選D．

(2)兩球碰撞后做平拋運動，它們拋出點的高度相等，在空中的運動時間t相等，碰撞過程動量守恒，則，即.

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