题目内容

6．某同学用如图1所示装置，通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律．
（1）实验中必须要求的条件是BD
A．斜槽轨道尽量光滑以减少误差
B．斜槽轨道末端的切线必须水平
C．入射球和被碰球的质量必须相等，且大小相同
D．入射球每次必须从轨道的同一位置由静止滚下
（2）在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量ABCE（填选项号）
A．水平槽上未放B球时，测量A球落点P到O点的距离
B．A球与B球碰撞后，测量A球落点M到O点的距离
C．A球与B球碰撞后，测量B球落点N到O点的距离
D．测量A球或B球的直径
E．测量A球和B球的质量（或两球质量之比）
F．测量释放点G相对于水平槽面的高度
G．测量水平槽面离地的高度
（3）某次实验中得出的落点情况如图2所示，假设碰撞过程中动量守恒，则入射小球质量m1和被碰小球质量m2之比为4：1．

分析 （1）在做“验证动量守恒定律”的实验中，是通过平抛运动的基本规律求解碰撞前后的速度的，所以要保证每次小球都做平抛运动，则轨道的末端必须水平；
（2）根据实验原理和实验目的可以知道验证动量守恒定律实验中哪些量要测量；
（3）由于两球从同一高度下落，故下落时间相同，所以水平向速度之比等于两物体水平方向位移之比，然后根据动量守恒列方程即可正确求出质量之比．

解答 解：（1）A、“验证动量守恒定律”的实验中，是通过平抛运动的基本规律求解碰撞前后的速度的，只要离开轨道后做平抛运动，对斜槽是否光滑没有要求，故A错误；
B、要保证每次小球都做平抛运动，则轨道的末端必须水平，故B正确；
C、为了使小球碰后不被反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量，故C错误；
D、要保证碰撞前的速度相同，所以入射球每次都要从同一高度由静止滚下，故D正确．故选BD．
 （2）小球离开轨道后做平抛运动，由于抛出点的高度相等，它们在空中的运动时间t相等，
如果碰撞过程动量守恒，则：m1v1=m1v1′+m2v2′，
两边同时乘以t，则：m1v1t=m1v1′t+m2v2′t，
m1OP=m1OM+m2ON，实验需要测量小球的质量、小球的水平位移，故选ABCE；
（3）碰撞过程系统动量守恒，需要满足：m1OP=m1OM+m2ON，
由图2所示可知，OP=25.5cm，OM=15.5cm，ON=40.0cm，
代入：m1OP=m1OM+m2ON解得：m1：m2=4：1；
故答案为：（1）BD；（2）ABCE；（3）4：1．

点评 本题主要考查了“验证动量守恒定律”的实验的原理及要求以及数据处理等基础知识，难度不大，属于基础题，是考查基础知识的好题．

练习册系列答案
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（A）通过调节使斜槽的末端保持水平
（B）每次释放小球的位置必须相同
（C）每次必须由静止释放小球
（D）记录小球位置用的铅笔每次必须严格地等距离下降
（E）小球运动时不应与木板上的白纸相接触
（F）将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线
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