Question

【題目】如圖所示，用“碰撞實驗器”可以驗證動量守恒定律，即研究兩個小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關系。

(1)實驗必須要求滿足的條件是________

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．入射球每次都要從同一高度由靜止?jié)L下

D．若入射小球質量為m1，被碰小球質量為m2，則m1>m2

(2)圖中O點是小球拋出點在地面上的垂直投影。實驗時，先讓入射球m1多次從斜軌上S位置靜止釋放，找到其平均落地點的位置P，測量平拋射程，然后，把被碰小球m1靜置于軌道的末端，再將入射球m1從斜軌S位置靜止釋放，與小球m2相撞，并多次重復。接下來要完成的必要步驟是________(填選項的符號)

A．用天平測量兩個小球的質量m1、m2

B．測量小球m1開始釋放高度h

C．測量拋出點距地面的高度H

D．分別找到m1、m2相碰后平均落地點的位置M、N

E．測量平拋射程

(3)若兩球相碰前后的動量守恒，則其表達式可表示為_________________(用(2)中測量的量表示)；

Answer 1

【答案】BCD ADE

【解析】

在驗證動量守恒定律的實驗中，運用平拋運動的知識得出碰撞前后兩球的速度，因為下落的時間相等，則水平位移代表平拋運動的速度．根據實驗的原理確定需要測量的物理量．

（1）因為平拋運動的時間相等，根據v=x/t，所以用水平射程可以代替速度，則需測量小球平拋運動的射程間接測量速度．故應保證斜槽末端水平，小球每次都從同一點滑下，但是軌道不一定是光滑的；同時為了使得被碰球能飛的更遠，防止入射球反彈，球m1的質量應大于球m2的質量；故BCD正確，A錯誤；故選BCD.

（2）根據動量守恒得，m1v0=m1v1+m2v2，兩球碰撞前后均做平拋運動，根據x=vt可以，由于時間相同，則x與v成正比，則要驗證的關系可表示為： m1OP=m1OM+m2ON，所以要分別找到m1、m2相碰后平均落地點的位置M、N，從而測量線段OM、OP、ON的長度外，同時還需要測量的物理量是小球1和小球2的質量m1、m2．故選ADE.
（3）若兩球相碰前后的動量守恒，則其表達式可表示為m1OP=m1OM+m2ON；