题目内容

10．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（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•$\overline{OM}$+m2•$\overline{ON}$近似等于m1$\overline{OP}$，则认为成功验证了碰撞中的动量守恒．

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：（1）A、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）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：m1$\overline{OP}$=m1$\overline{OM}$+m2$\overline{ON}$
因此只需验证m1$\overline{OM}$+m2$\overline{ON}$与m1$\overline{OP}$相等即可．
故答案为：（1）BC　（2）m1$\overline{OP}$

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．

练习册系列答案
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