Question

12．我们往往按照碰撞过程中系统机械能的变化情况分成几类．请写出碰撞分几种情况，并选用合适的材料和器材设计实验验证动量守恒，说明相应碰撞过程中系统机械能的变化情况．

Answer 1

分析 明确碰撞的种类，知道碰撞分为弹性碰撞、非弹性碰撞和完全非弹性碰撞；知道验证动量守恒常用的实验原理以及仪表，并明确实验中机械能的变化情况．

解答 解：碰撞分为三类，分别为弹性碰撞、非弹性碰撞和完全非弹性碰撞；
可以选用水平气垫导轨、光电门的测量装置来研究两个滑块碰撞过程中系统动量的变化情况．实验仪器如图1所示，分别用光电门测量碰撞前后的速度，再根据动量守恒列式即可证明；
由于本实验验证的为完全非弹性碰撞；故系统机械能损失较大；
也可以利用平抛运动规律验证动量守恒定律，装置如图2所示；先让一个小球由斜面上某一位置由静止滑下，记下落点，再用入射球去碰撞被碰撞，分别得出落点位置，根据动量守恒定律可得出只要验证m₁OP=m₁OM+m₂ON即可证明动量守恒；本实验中如果采用钢球发生碰撞则为弹性碰撞，机械能没有损失，而如果采用塑料等小球时机械能有损失．
故答案如以上分析．

点评 本题考查动量守恒的种类以及实验验证方法，要注意明确实验基本原理，明确可以采用平抛运动和气垫导轨与光电门结合的形式求解碰撞前后的动量，从而明确动量是否守恒．