Question

12．在“探究碰撞中的不变量”实验中，装置如图所示，两个小球的质量分别为m_A和m_B．
（1）现有下列器材，为完成本实验，哪些是必需的？请将这些器材前面的字母填在横线上BCD．
A．秒表  B．刻度尺
C．天平  D．圆规
（2）如果碰撞中动量守恒，根据图中各点间的距离，则下列式子可能成立的有A．
A.$\frac{{m}_{A}}{{m}_{B}}$=$\frac{ON}{MP}$  B.$\frac{{m}_{A}}{{m}_{B}}$=$\frac{OM}{MP}$
C.$\frac{{m}_{A}}{{m}_{B}}$=$\frac{OP}{MN}$  D.$\frac{{m}_{A}}{{m}_{B}}$=$\frac{OM}{MN}$．

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；因为利用了平抛原理，故不需用到秒表；故选：BCD；
（2）两球碰撞后，小球做平抛运动，由于小球抛出点的高度相等，
它们在空中做平抛运动的时间t相等，小球做平抛运动的初速度：
v_A=$\frac{OP}{t}$，v_A′=$\frac{OM}{t}$，v_B′=$\frac{ON}{t}$，
由动量守恒定律得：m_Av_A=m_Av_A′+m_Bv_B′，
则m_A$\frac{OP}{t}$=m_A$\frac{OM}{t}$+m_B$\frac{ON}{t}$，
$\frac{{m}_{A}}{{m}_{B}}$=$\frac{ON}{OP-OM}$=$\frac{ON}{MP}$，故A正确；
故选：A．
故答案为：（1）BCD；（2）A

点评 对于验证动量守恒定律的实验，实验注意事项包括：（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．