Question

【题目】如上图所示为实验室中验证动量守恒的实验装置示意图．

(1)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________．

A．m1>m2, r1>r2 B．m1>m2, r1<r2

C．m1>m2，r1＝r2 D．m1<m2, r1＝r2

(2)为完成此实验，以下所提供的测量工具中必需的是________(填下列对应的字母) .

A．直尺 B．游标卡尺 C．天平 D．弹簧测力计 E．秒表

(3)本实验中，实验必须要求的条件是（______）

A．斜槽轨道必须是光滑的

B．斜槽轨道末端点的切线是水平的

C．入射小球每次都从斜槽上的同一位置无初速释放

D．入射球与被碰球碰撞后必须黏合在一起运动

(4)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】C AC BC m1OP=m1OM+m2ON

【解析】

（1）为了保证碰撞前后使入射小球的速度方向不变，故必须使入射小球的质量大于被碰小球的质量；为了使两球发生正碰，两小球的半径相同；
（2）根据表达式确定需要测量的量，然后确定测量工具；

（3）求根据实验注意事项及动量守恒定律内容进行分析答题；
（4）根据动量守恒定律与图示实验情景确定需要验证的表达式；

（1）为保证两球发生对心正碰，两球的半径应相等，为防止碰撞后入射球反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量，故选C正确，选项ABD错误；
（2）实验需要测量的量有：①入射小球的质量，②被碰小球的质量，③入射小球碰前平抛的水平位移，④入射小球碰后平抛的水平位移，⑤被碰小球碰后平抛的水平位移，测量水平位移需要用直尺，测质量需要天平，因此需要的实验器材是AC；

（3）A、验证动量守恒定律实验，必须保证斜槽轨道末端切线水平，斜槽轨道不必要光滑，故A错误，B正确；
C、为保证球的初速度相等，入射球每次都要从同一高度由静止滚下，两球碰撞后不一定要黏合在一起，故C正确，D错误 ；
（4）两球碰撞后做平抛运动，它们抛出点的高度相等，在空中的运动时间t相等，碰撞过程动量守恒，则，两边同时乘以时间t得：，则成立，即表示碰撞中动量守恒。