题目内容
3．在利用碰掩做“验证动量守恒定律”的实验中，实验装置如图所示，图中斜槽PQ与水平箱QR平滑连接，按要求安装好仪器后开始实验．先不放被碰小球，重复实验若干次；然后把被碰小球静止放在槽的水平部分的前端边缘R处（槽口），又重复实验若干次，在白纸上记录下挂于槽口R的重锤线在记录纸上的竖直投影点和各次实验时小球落点的平均位置，从左至右依次为O，M．P，N点，测得两小球直径相等，入射小球和被碰小球的质量分别为m1、m2，且m1=2m2则：
（1）两小球的直径用螺旋测微器核准相等，测量结果如图乙，则两小球的直径均为1.2895×10-2m．
（2）入射小球每次滚下都应从斜槽上的同一位置无初速释放，其目的是B．
A．为了使入射小球每次都能水平飞出糟口
B．为了使入射小球每次都以相同的动量到达槽口
C．为了使入射小球在空中飞行的时间不变
D．为了使入射小球每次都能与被碰小球对心碰撞
（3）下列有关本实验的说法中正确的是BD．
A．未放被碰小球和放了被碰小球时，入射小球m1的落点分别是M、P．
B．未放被碰小球和放了被碰小球时，入射小球m1的落点分别是P、M．
C．未放被碰小球和放了被碰小球时，入肘小球m1的落点分别是N、M．
D．在误差允许的范田内若测得|ON|=2|MP|，则表明碰撞过程中由m1、m2两球组成的系统动量守恒．
分析 （1）根据螺旋测微器的读数方法即可得出对应的读数；
（2）本题是通过平抛运动验证动量守恒定律的，必须每次释放小球的位置相同，且由静止释放，以保证获得相同的初速度或者相同的动量．
（3）明确碰撞规律，知道中间位置为未放被碰小球时入射小球的落点，最近的点为放了被碰小球后入射小球的落点．
解答 解：（1）螺旋测微器的主尺部分长度为12.5mm，转动部分读数为：39.5×0.01mm，故最终读数为：12.5+0.395=12.895mm=1.2895×10-2m；
（2）入射小球每次滚下都应从斜槽上的同一位置无初速的释放，为了使小球每次都以相同的速度飞出槽口以保证入射小球每次都以相同的动量到达槽口，故B正确，A、C、D错误．
故选：B．
（2）A、B、C、未放被碰小球和放了被碰小球m2时，入射小球m1的落点分别为P、M．故AC错误，B正确；
D、设入射小球在初速度是v1，碰撞后的速度是v1′，被碰小球的速度是v2′，则：
m1v1=m1v1′+m2v2′
设由于：m1=2m2，
则有：
2（v1-v'1）=v2'
设平抛的时间是t：则$\overline{ON}$=v'1t，$\overline{OM}$=v2't，$\overline{OP}$=v1t
所以：若系统碰撞的过程中动量守恒，则满足：$\overline{ON}$=2$\overline{MP}$．故D正确．
故选：BD．
故选：（1）1.2895×10-2；（2）B；（3）BD．
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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18．
将四块相同的坚固石块垒成圆弧形的石拱，其中第3、4块固定在地基上，第1、2块间的接触面是竖直的，每块石块的两个侧面间所夹的圆心角均为30°，石块间的摩擦力可以忽略不计．则第1块对第2块的弹力F1和第1块对第3块的弹力F2的大小之比为（ ）
将四块相同的坚固石块垒成圆弧形的石拱，其中第3、4块固定在地基上，第1、2块间的接触面是竖直的，每块石块的两个侧面间所夹的圆心角均为30°，石块间的摩擦力可以忽略不计．则第1块对第2块的弹力F1和第1块对第3块的弹力F2的大小之比为（ ）| A． | $\frac{\sqrt{3}}{2}$ | B． | $\frac{\sqrt{3}}{3}$ | C． | $\sqrt{3}$ | D． | $\frac{1}{2}$ |
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