Question

在验证动量守恒定律的实验中
①下列说法中不符合本实验要求的是

A

．（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和刻度尺
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

，则认为成功验证了碰撞中的动量守恒．

Answer 1

分析：（1）实验是要验证两个小球碰撞过程系统动量守恒，同时通过平抛运动将速度的测量转化为水平射程的测量；为防止小球反弹，还要保证入射球质量要大于被碰球质量；
（2）实验要验证两个小球系统碰撞过程动量守恒，即要验证m₁v₁=m₁v₁′+m₂v₂，可以通过平抛运动将速度的测量转化为水平射程的测量；

解答：解：①A、为了保证入射小球不反弹，则入射小球的质量大于被碰小球的质量；为了发生对心碰撞，两球的直径需相同．故A不符合要求．
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，保证碰前的速度相同．故B符合要求．
C、为了保证小球做平抛运动，安装轨道时，轨道末端必须水平．故C符合要求．
D、在该实验中需要测量小球的质量以及小球的水平位移，需要的测量仪器是天平、刻度尺．故D符合要求．
本题选不符合要求的，故选：A．
②碰撞过程中，如果水平方向动量守恒，由动量守恒定律得：m₁v₁=m₁v₁′+m₂v₂，
小球做平抛运动时抛出点的高度相等，它们在空中的运动时间t相等，两边同时乘以时间t，
m₁v₁t=m₁v₁′t+m₂v₂t
得：m₁

.

OP

=m₁

.

OM

+m₂

.

ON

；
故答案为：（1）A；（2）m₁

.

OP

．

点评：实验注意事项：（1）前提条件：保证碰撞是一维的，即保证两物体在碰撞之前沿同一直线运动，碰撞之后还沿这条直线运动．（2）利用斜槽进行实验，入射球质量要大于被碰球质量，即m₁＞m₂，防止碰后m₁被反弹．