Question

13．在“碰撞中的动量守恒”实验中：
（1）必须测量的物理量是ADE
A．入射小球和被碰小球的质量．
B．入射小球从静止释放时的起始高度；
C．斜槽轨道的末端到地面的高度；
D．入射小球未碰撞时飞出的水平距离；
E．入射小球和被碰小球碰撞后飞出的水平距离．
（2）入射小球的质量m₁必须大于（填大于或小于）被碰小球的质量m₂，是为了碰撞发生后，m₁小球立即水平飞出．
（3）欲使入射小球能做平抛运动，固定斜槽时要使末端水平．

Answer 1

分析 验证碰撞中的动量守恒，入射球的质量应大于被碰球的质量，碰撞后入射球可以直接水平飞出，不会反弹，否则入射球会反弹；小球离开斜槽后做平抛运动，抛出点的高度相等，它们在空中的运动时间相等，小球的水平位移与初速度成正比，可以用水平位移代替初速度，根据图示实验数据、应用动量守恒定律确定需要验证的表达式

解答 解：如果小球动量守恒，满足关系式：m_Av₀=m_Av₁+m_Bv₂，故有m_Av₀t=m_Av₁t+m_Bv₂t，即m_AOB=m_AOA+m_BOC；由此可知：小球a、b的质量m_a、m_b，记录纸上O点A、B、C各点的距离OA、OB、OC需要测量，故ADE正确；
小球离开轨道后做平抛运动，小球下落的高度相同，在空中的运动时间t相同，由x=vt可知，小球的水平位移与小球的初速度v成正比，可以用小球的水平位移代小球的初速度，故斜槽轨道末端到地面的高度不需要测量；只要能保证小球每次从同一高度滑下即可保证末速度相同，故不需要测量释放时的起始高度；
故BC错误．
故选：ACD．
（2）如果入射小球的质量m₁小于被碰小球的质量m₂，那么碰撞后入射小球将向后运动，等它返回后才水平抛出；故必须保证m₁的质量大于被碰小球的质量m₂；
（3）为了保证小球做平抛运动，则必须保证斜槽的末端水平；
故答案为：（1）ACD；（2）大于，m₁；（3）末端水平．

点评 本题考查验证动量守恒定律的内容；本实验运用等效思维方法，平抛时间相等，用水平位移代替初速度，这样将不便验证的方程变成容易验证