Question

【题目】如图，用“碰撞实验器”可以动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系．

a若入射小球质量为m1 ， 半径为r1；被碰小球质量为m2 ， 半径为r2 ， 则
①m1＞m2 ， r1＞r2
②m1＞m2 ， r1＜r2
③m1＞m2 ， r1=r2
④m1＜m2 ， r1=r2
b为完成此实验，需要使用的测量工具除了刻度尺外还必需的是 ．
c安装轨道时，轨道末端必须 ．
d设入射小球的质量为m1 ， 被碰小球的质量为m2 ， P为碰前入射小球落点的平均位置，则关系式（用m1、m2及图中字母表示）成立，即表示碰撞中动量守恒．

Answer 1

【答案】③；天平；水平；
【解析】（1）动量守恒定律实验中，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系，为保证碰撞在水平方向上，两个小球的球心的高度要相等，即两个小球的半径要相等；同时，为保证入碰小球不反弹，需要入碰小球的质量大于被碰小球的质量，即m1＞m2 ．
故选：C ． （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设落地时间为t ， 则 ， ，。
而动量守恒的表达式是m1v0=m1v1+m2v2
若两球相碰前后的动量守恒，则m1OM+m2ON=m1OP成立．
因此为完成此实验，需要使用的测量工具除了刻度尺外还必需天平．（3）为保证碰撞在水平方向上，且两个小球水平抛出，所以安装轨道时，轨道末端必须水平；（4）根据（2）的分析可知，若两球相碰前后的动量守恒，则 成立．
所以答案是：（1）（C）；（2）天平；（3）水平；（4）
【考点精析】利用动量守恒定律对题目进行判断即可得到答案，需要熟知动量守恒定律成立的条件：系统不受外力或系统所受外力的合力为零；系统所受的外力的合力虽不为零，但系统外力比内力小得多；系统所受外力的合力虽不为零，但在某个方向上的分量为零，则在该方向上系统的总动量的分量保持不变．