题目内容
【题目】如图1为“碰撞实验器”,它可以探究动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系.
(1)实验中必须要求的条件是 .
A.斜槽轨道尽量光滑以减少误差
B.斜槽轨道末端的切线必须水平
C.入射球和被碰球的质量必须相等,且大小相同
D.入射球每次必须从轨道的同一位置由静止释放
(2)图1中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影.实验时,先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放,找到其平均落地点的位置P,测量平抛射程OP.然后,把被碰小球m2静置于轨道的水平部分,再将入射球m1从斜轨上S位置静止释放,与小球m2相碰,并多次重复.本实验还需要完成的必要步骤是 (填选项前的符号).
A.用天平测量两个小球的质量m1、m2
B.测量抛出点距地面的高度H
C.分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N
D.测量平抛射程OM、ON
(3)某次实验中得出的落点情况如图2所示,假设碰撞过程中动量守恒,则入射小球质量m1和被碰小球质量m2之比为 .
【答案】(1)BD (2)ACD (3)4:1
【解析】
试题(1)A、只要小球离开轨道时的水平速度相等即可,不需要要求轨道光滑,故A错误;为了保证小球做平抛运动,斜槽末端必须水平;故B正确;为防止入射球反弹,入射球的质量应大于被碰球的质量,故C错误;为保证小球每次平抛的速度均相同;故应入射小球每次从同一点由静止释放;故D正确;
(2)实验时,先让入射球ml多次从斜轨上S位置静止释放,找到其平均落地点的位置P,测量平抛射程OP.然后,把被碰小球m2静置于轨道的水平部分,再将入射球ml从斜轨上S位置静止释放,与小球m2相碰,并多次重复.测量平均落点的位置,找到平抛运动的水平位移,因此步骤中CD是必须的,而且C要在D之前.至于用天平秤质量先后均可以.所以答案是ACD;
(3)由图2所示可知,OP=25.5cm,OM=15.5cm,ON=40.0cm,如果两球碰撞过程动量守恒,则:,代入数据求得:;