Question

【题目】如图所示为“验证碰撞中的动量守恒”的实验装置示意图．已知a、b小球的质量分别为ma、mb，半径分别是ra、rb，图中P点为单独释放a球的落点的平均位置，M、N是a、b小球碰撞后落点的平均位置．

（1）本实验必须满足的条件是________．

A．斜槽轨道必须是光滑的

B．斜槽轨道末端的切线水平

C．入射小球每次都从斜槽上的同一位置无初速度释放

D．入射球与被碰球满足ma＝mb，ra＝rb

（2）为了验证动量守恒定律，需要测量OP间的距离x1，还需要测量的物理量有______、______(用相应的文字和字母表示)．

（3）如果动量守恒，需满足的关系式是__________(用装置图中的字母表示)．

Answer 1

【答案】BC OM间的距离x2 ON间的距离x3

【解析】

(1)[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；故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，故B正确;

C．要保证碰撞前的速度相同，入射球每次都要从斜槽的同一位置无初速度释放，故C正确；

D．为防止两球碰撞后入射球不反弹，需要：ma＞mb;而为了两球发生对心正碰，需要两球的半径相等，即：ra=rb，故D错误；

(2)[2][3]要验证动量守恒定律定律，即验证：

小球离开轨道后做平抛运动，它们抛出点的高度相等，在空中的运动时间t相等，上式两边同时乘以t得：

得：

因此实验需要测量：测量OP间的距离x1，OM间的距离x2，ON间的距离x3；

(3)[4]由上分析可知，实验需要验证：

用装置图中的字母表示为：