Question

【题目】关于“验证动量守恒定律”的实验,请完成下列的三个问题:

（1）如图所示,在做“验证动量守恒定律”的实验时,实验必须要求满足的条件是（_______）

A.斜槽轨道必须是光滑的

B.斜槽轨道末端的切线是水平的

C.入射球每次都要从同一高度由静止滚下

D.若入射小球质量为m1,被碰小球质量为m2,则

（2）利用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系.图中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多次从斜轨上的S位置静止释放,找到其平均落地点的位置P,测量出平抛的射程OP.然后,把被碰小球m2静置于轨道的水平部分,再将入射小球m1从斜轨上的S位置由静止释放,与小球m2相碰,并且多次重复.接下来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.测量小球m1开始释放高度h

C.测量抛出点距地面的高度H

D.分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N；测量平抛射程OM、ON

（3）若两个小球相碰前后的动量守恒,其表达式可以表示为_____.[利用2中所测量的物理量表示]；若碰撞是弹性的碰撞,那么还应该满足的表达式应该为________.[利用2中所测量的物理量表示].

Answer 1

【答案】BCD AD .

【解析】

本实验将验证动量守恒和平抛运动结合起来，要注意实验原理和注意事项，再根据相关公式仔细分析实验过程．

（1）[1] 本实验的目的是验证动量守恒定律，要求小球从斜槽同一高度静止滚下，并且斜槽末端必须是水平的，这样才能保证小球出斜槽时速度大小相等，方向是水平的，由于是同一斜槽，下滑时摩擦阻力是相同的，所以不必要求斜槽必须是光滑的，A错误，BC正确；入射小球质量为m1，被碰小球质量为m2，只有当时，m2才能被碰出，否则，m1有可能碰撞以后弹回，就不符合实验要求，所以，D正确．

（2）[2] 根据动量守恒定律的表达式 ，需要测量两个小球的质量，本实验小球碰撞后，两个小球分别做平抛运动，由于平抛下落的高度相同，竖直方向做自由落体运动，根据可知，小球下落的时间t相等，在水平方向做匀速直线运动，位移，所以需要测量平抛射程OM、ON，才能计算出两个小球平抛的初速度，故选AD．

（3）[3] 小球飞出后做平抛运动，根据公式、可得：

根据动量守恒定律的表达式，代入数据可得：

简化得：

．

[4] 若小球的碰撞是弹性碰撞，则机械能守恒，有：

代入数据简化得：