Question

【题目】两位同学用如图所示装置，通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律．

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滚下

D．两球的质量必须相等

②测量所得入射球A的质量为mA，被碰撞小球B的质量为mB，图甲中O点是小球抛出点在水平地面上的垂直投影，实验时，先让入射球A从斜轨上的起始位置由静止释放，找到其平均落点的位置P，测得平抛射程为OP；再将入射球A从斜轨上起始位置由静止释放，与小球B相撞，分别找到球A和球B相撞后的平均落点M、N，测得平抛射程分别为OM和ON．当所测物理量满足表达式___________________________时，即说明两球碰撞中动量守恒；如果满足表达式______________________________时，则说明两球的碰撞为弹性碰撞．

Answer 1

【答案】 BC mAOP=mAOM+mBON mAOP2=mAOM2+mBON2

【解析】①A、“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，所以入射球每次都要从同一高度由静止滚下，故C正确；

D、为了使小球碰后不被反弹，要求入射小球质量大于被碰小球质量，故D错误；

故选：BC。

②小球离开轨道后做平抛运动，由于小球抛出点的高度相同，它们在空中的运动时间t相等，

它们的水平位移x与其初速度成正比，可以用小球的水平位移代替小球的初速度，

若两球相碰前后的动量守恒,则mAv0=mAv1+mBv2,又OP=v0t,OM=v1t,ON=v2t,代入得：mAOP=mAOM+mBON，

若碰撞是弹性碰撞,则机械能守恒,由机械能守恒定律得： ，

将OP=v0t,OM=v1t,ON=v2t代入得：mAOP2=mAOM2+mBON2。