Question

10．验证“碰撞中动量守恒”的实验装置如图所示，A和B是质量分别为m₁和m₂的两个小球

（1）现有下列器材，为了完成本实验，哪些是必需的？将这些器材前面的序号字母填在横线上ACD
A．刻度尺      B．秒表     C．天平      D．圆规
（2）如图所示，M、N和P为验证动量守恒定律实验中小球的落点，如果碰撞中动量守恒，则下列式子可能成立的有（填字母）A
A．$\frac{m_1}{m_2}=\frac{O'N}{MP}$B．$\frac{m_1}{m_2}=\frac{ON}{MP}$C．$\frac{m_1}{m_2}=\frac{O'P}{MN}$D．$\frac{m_1}{m_2}=\frac{OP}{MN}$．

Answer 1

分析 （1）根据动量守恒定律的实验原理分析需要的仪器；
（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：（1）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．为了准确找出落点需要用到圆规；故选：ACD；
②放上被碰小球后小球a、b的落地点依次是图中水平面上的M点和N点．
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：m₁OP=m₁Om+m₂ON；
变形可得：
$\frac{m_1}{m_2}=\frac{O'N}{MP}$
故答案为：（1）ACD（2）A

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．