Question

【题目】某同学设计了如图所示的实验来验证碰撞过程中的动量守恒。轨道AOB在O处平滑相接，B右侧为粗糙水平面，有两个材料及表面粗糙程度均相同的小物块甲、乙，其质量分别为m1和m2（m1＞m2），令小物块甲从斜面上M点由静止下滑，运动至粗糙水平面上的C点速度恰好减为0，测量B、C间距为x0，把小物块乙置于B点，小物块甲仍从斜面上M点由静止下滑，小物块甲与小物块乙碰撞后，在粗糙水平面上的位移大小分别为x1、x2。

（1）如果只增大B点右侧粗糙水平面的粗糙程度，碰撞发生后，小物块乙在粗糙水平面上的位移大小是否会减小？__________（选填“是”或“否”）；为验证碰撞过程动量守恒，是否必须测量小物块与粗糙水平面间的动摩擦因数？__________（选填“是”或“否”）。

（2）若满足关系式____，则二者碰撞过程动量守恒。

Answer 1

【答案】是 否

【解析】

(1)[1]假设甲物块碰前速度为v0，甲物块碰后瞬间速度为v1，乙物块碰后瞬间速度为v2，对碰撞后的乙物块，碰后瞬间速度v2一定，根据运动学公式

可做判断，若μ增大，x2会减小。

[2]在粗糙水平面BC上的运动过程，由运动学公式

得

小物块材料和表面粗糙程度相同，故与水平面间的动摩擦因数相同，同理可得

若满足动量守恒，则满足

即

因此不需要测量小物块与粗糙水平面间的动摩擦因数。

(3) [3]由以上分析可知若满足

则二者碰撞过程动量守恒。