Question

【题目】用如图所示装置，通过两个小球A、B的碰撞来验证动量守恒定律，O点是小球水平抛出点在水平地面上的垂直投影。实验时先让入射小球A多次从斜轨上的某一位置由静止释放，从水平轨道的右端水平抛出，经多次重复上述操作，确定出其落地点的平均位置P1，然后，把被碰小球B至于水平轨道的末端，再将入射小球A从斜轨上由静止释放，使其与小球B对心正碰，多次重复实验，确定出A、B相碰后他们各自落地点的平均位置M、N。分别测量平抛射程OM、O N和OP。

（1）实验中必须满足的条件是：（_____）

A.斜槽轨道尽量光滑，以减小误差

B.斜槽轨道末端的切线必须水平

C.入射球A每次必须从轨道的同一位置由静止释放

D.两球的质量必须相等

E.两球的半径必须相等

（2）若A、B两小球的质量之比为6:1，在实验误差允许范围内，下列说法正确的是_____

A. A、B两小球碰撞后在空中运动的时间比为OM:ON

B. A、B两小球碰撞后落地的重力的瞬时功率之比为6OM:ON

C. 若A、B两小球在碰撞前后动量守恒，则一定有6OP=OM+ON

D. 若A、B两小球的碰撞为弹性碰撞，则一定有OP=ON-OM

（3）另一位同学也用上述两球进行实验，测得入射球A的质量为mA被碰撞小球B的质量为mB，但他将白纸、复写纸固定在竖直放置的木条上，用来记录实验中求A、球B与木条的撞击点，如图所示。实验时，首先将木条竖直立在轨道末端右侧并与轨道接触，让入射球A从斜轨道上某一位置由静止释放，撞击点为B0 ；然后将木条平移到图中所示位置，入射球A从斜轨上同一位置由静止释放，确定其撞击点为B2；保持木条不动，再将入射球A从斜轨上同一位置由静止释放，与静止在轨道末端的球B相碰，确定两球相碰后与木条的撞击点分别为B1和B3。测得B0与B1、B2、B3各点的高度差分别为h1、h2、h3。若所测得物理量满足表达式________________时，则说明球A和球B碰撞中动量守恒。

Answer 1

【答案】 BCE CD

【解析】（1）A、“验证动量守恒定律”的实验中，是通过平抛运动的基本规律求解碰撞前后的速度的，只要离开轨道后做平抛运动，对斜槽是否光滑没有要求，A错误；

B、要保证每次小球都做平抛运动，则轨道的末端必须水平，B正确；

C、要保证碰撞前的速度相同，所以入射球每次都要从同一高度由静止滚下，C正确；

D、E、为了保证小球碰撞为对心正碰，且碰后不反弹，要求，，D错误；E正确；

应选BCE。

（2）A、两小球碰撞后在空中做平抛运动，运动的时间，故A、B两小球碰撞后在空中运动的时间比为，A错误；

B、两小球碰撞后落地的竖直速度相等，由，所以，，B错误；

C、若A、B两小球在碰撞前后动量守恒，则一定有，即：，C正确；

D、若A、B两小球的碰撞为弹性碰撞，则有：，即有：

，D正确；

故选CD。

（3）小球做平抛运动，在竖直方向上：，平抛运动时间：，

设轨道末端到木条的水平位置为x，小球做平抛运动的初速度：

，，

如果碰撞过程动量守恒，则：，

将，，代入

解得：；