题目内容

“碰撞中的动量守恒”实验装置如图所示，让质量为m1的小球从斜面上某处自由滚下，与静止在支柱上质量为m2的小球发生对心碰撞，则

　　（1）两小球的质量关系应满足（　）

　　A．m1=m2　　　　　　　　　　　 B．m1＞m2

　　C．m1＜m2　　　　　　　　　　　D．没有限制

　　（2）实验中必须测量的量是（　）

　　A．两小球的质量m1、m2

　　B．两小球的半径r1、r2

　　C．桌面离地的高度H

　　D．小球起始高度H′

　　E．从两小球相碰到两球落地的时间t

　　F．两小球m1、m2相碰后飞出的水平距离

　　G．小球m1单独滚下作平抛运动的水平距离

答案：(1)B　(2)A、B、F、G
解析：

(1)为防止反弹造成入射球返回斜槽，导致小球m1的入射速度与平抛初速度产生差异，因此要求入射小球质量m1大于被碰小球质量m2，故B项正确．

　　(2)在本实验中，直接测量的量有：两小球质量m1、m2；两小球的半径r1、r2；入射小球单独滚下作平抛运动的水平距离和两小球相碰后飞出作平抛运动的水平距离．

　　两小球作平抛运动，在竖直方向上发生的位移相同，两小球作平抛运动的时间相等，因而它们在水平方向作匀速分运动的时间也相等，可以利用对水平运动距离的测量代替对速度的测量，故不需要测量小球平抛运动的起始高度、桌面高度及两球做平抛运动的时间．


练习册系列答案
相关题目
为了验证碰撞中的动量守恒和检验两个小球的碰撞是否为弹性碰撞（碰撞过程中没有机械能损失），某同学选取了两个体积相同、质量不等的小球，按下述步骤做了如下实验：
①用天平测出两个小球的质量分别为m1和m2，且m1＞m2．
②按照如图所示的那样，安装好实验装置．将斜槽AB固定在桌边，使槽的末端点的切线水平．将一斜面BC连接在斜槽末端．
③先不放小球m2，让小球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚下，记下小球在斜面上的落点位置．
④将小球m2放在斜槽前端边缘处，让小球m1从斜槽顶端A处滚下，使它们发生碰撞，记下小球m1和小球m2在斜面上的落点位置．
⑤用毫米刻度尺量出各个落点位置到斜槽末端点B的距离．图中D、E、F点是该同学记下的小球在斜面上的几个落点位置，到B点的距离分别为LD、LE、LF．
根据该同学的实验，回答下列问题：
（1）小球m1与m2发生碰撞后，m1的落点是图中的
D
D
点，m2的落点是图中的
F
F
点．
（2）用测得的物理量来表示，只要满足关系式
m1
LE
=m1
LD
+m2
LF
m1
LE
=m1
LD
+m2
LF
，则说明碰撞中动量是守恒的．
为了验证碰撞中的动量守恒和检验两个小球的碰撞是否为弹性碰撞（碰撞过程中没有机械能损失），某同学选取了两个体积相同、质量不等的小球，按下述步骤做了如下实验：
①用天平测出两个小球的质量分别为m1和m2，且m1＞m2．
②按照如图所示的那样，安装好实验装置．将斜槽AB固定在桌边，使槽的末端点的切线水平．将一斜面BC连接在斜槽末端．
③先不放小球m2，让小球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚下，记下小球在斜面上的落点位置．
④将小球m2放在斜槽前端边缘处，让小球m1从斜槽顶端A处滚下，使它们发生碰撞，记下小球m1和小球m2在斜面上的落点位置．
⑤用毫米刻度尺量出各个落点位置到斜槽末端点B的距离．图中D、E、F点是该同学记下的小球在斜面上的几个落点位置，到B点的距离分别为LD、LE、LF．
根据该同学的实验，回答下列问题：
（1）小球m1与m2发生碰撞后，m1的落点是图中的
D
D
点，m2的落点是图中的
F
F
点．
（2）用测得的物理量来表示，只要满足关系式
m1
LE
=m1
LD
+m2
LF
m1
LE
=m1
LD
+m2
LF
，则说明碰撞中动量是守恒的．
（3）用测得的物理量来表示，只要再满足关系式
m1LE=m1LD+m2LF
m1LE=m1LD+m2LF
，则说明两小球的碰撞是弹性碰撞．
如图所示为“验证动量守恒定律”的实验装置．

（1）下列说法中符合本实验要求的是
BC
BC
．（选填选项前面的字母）
A．入射球比靶球质量大或者小均可，但二者的直径必须相同
B．在同一组实验的不同碰撞中，每次入射球必须从同一高度由静止释放
C．安装轨道时，轨道末端必须水平
D．需要使用的测量仪器有天平、刻度尺和秒表
（2）实验中记录了轨道末端在记录纸上的竖直投影为O点，经多次释放入射球，在记录纸上找到了两球平均落点位置为M、P、N，并测得它们到O点的距离分别为OM、OP和ON．已知入射球的质量为m1，靶球的质量为m2，如果测得m1?
.
OM
+m2?
.
ON
近似等于
m1
.
OP
m1
.
OP
，则认为成功验证了碰撞中的动量守恒．若测得
.
OM
+
.
OP
近似等于
.
ON
.
ON
，则认为在碰撞前后能量守恒．
㈠（1）某学生用螺旋测微器在测定某一金属丝的直径时，测得的结果如下图1所示，则该金属丝的直径d=
3.206
3.206
mm．另一位学生用游标尺上标有20等分刻度的游标卡尺测一工件的长度，测得的结果如图所2示，则该工件的长度L=
5.015
5.015
cm．
（2）如图3是某同学用打点计时器做的“研究小车的匀变速直线运动”实验时打出的一条纸带，A、B、C、D、E为该同学在纸带上选的计数点，相邻计数点间还有4个点未画出．
由图3可知：打点计时器打下D点时小车的瞬时速度为
0.34
0.34
m/s，小车的加速度为
0.4
0.4
 m/s2
㈡、为了验证碰撞中的动量守恒和检验两个小球的碰撞是否为弹性碰撞（碰撞过程中没有机械能损失），某同学选取了两个体积相同，质量不等的小球，按下述步骤做了如下实验：
①用天平测出两小球的质量分别为m1 和m2，且 m1＞m2
②按照如图4所示的那样，安装好实验装置．将斜槽AB固定在桌边，使槽的末端点的切线水平．并与斜面BC连接在斜槽末端．
③先不放小球m2，让小球m1 从斜槽顶端A处由静止开始滚下，记下小球在斜面上的落点位置．
④将小球m2 放在斜槽前端边缘处，让小球m1从斜槽顶端A处滚下，使它们发生碰撞．记下小球m1和小球m2在斜面上的落点置．
⑤用毫米刻度尺量出各落点位置到斜槽末端点B的距离．图4中D、E、F点是该同学记下的小球在斜面上的几个落点位置，到B点的距离分别为LD，LE，LF．
根据该同学的实验，回答下列问题：
（1）小球m1与m2发生碰撞后，m1的落点是图中的点
D
D
，m2的落点是图中的点
F
F
．
（2）用测得的物理量来表示，只要满足关系式
m1
LE
=m1
LD
+m2
LF
m1
LE
=m1
LD
+m2
LF
，则说明碰撞中动量是守恒的．
（3）用测得的物理量来表示，只要再满足关系式
m1LE=m1LD+m2LF
m1LE=m1LD+m2LF
，则说明两小球的碰撞时弹性碰撞．
精英家教网C．（选修模块3-5）
（1）下列说法中正确的是
 
．
A．随着温度的升高，一方面各种波长的辐射强度都有增加，另一方面辐射强度的极大值向波长较短的方向移动
B．在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，因此光子散射后波长变短
C．根据海森伯提出的不确定性关系可知，不可能同时准确地测定微观粒子的位置和动量
D．4个放射性元素的原子核经过一个半衰期后一定还剩下2个没有发生衰变
（2）在《探究碰撞中的不变量》实验中，某同学采用如图所示的装置进行实验．把两个小球用等长的细线悬挂于同一点，让B球静止，拉起A球，由静止释放后使它们相碰，碰后粘在一起．实验过程中除了要测量A球被拉起的角度θ1，及它们碰后摆起的最大角度θ2之外，还需测量
 
（写出物理量的名称和符号）才能验证碰撞中的动量守恒．用测量的物理量表示动量守恒应满足的关系式是
 
．
（3）2008年10月7日，日美科学家分享了当年诺贝尔物理学奖．他们曾就特定对称性破缺的起源给出了解释，并预言了一些当时还未发现的夸克．夸克模型把核子（质子和中子）看做夸克的一个集合体，且每三个夸克组成一个核子．已知质子和中子都是由上夸克u和下夸克d组成的．每种夸克都有对应的反夸克．一个上夸克u带有+
2
3
e的电荷，而一个下夸克d带有-
1
3
e的电荷，因此一个质子p可以描述为p=uud，则一个中子n可以描述为n=
 
．一个反上夸克
.
u
带有-
2
3
e的电荷，一个反下夸克
.
d
带有+
1
3
e的电荷，则一个反质子p可描述为
.
p
=
 
．

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