Question

【题目】在实验室里为了验证动量守恒定律，一般采用如图甲、乙两种装置：

若入射小球质量为，半径为；被碰小球质量为，半径为，则要求______

A.

B.

C.

D.

设入射小球的质量为，被碰小球的质量为，则在用甲装置实验时，验证动量守恒定律的公式为______用装置图中的字母表示

若采用乙装置进行实验，以下所提供的测量工具中必须有的是______

A.毫米刻度尺

游标卡尺

天平

弹簧秤

秒表

在实验装置乙中，若小球和斜槽轨道非常光滑，则可以利用一个小球验证小球在斜槽上下滑过程中的机械能守恒。这时需要测量的物理量有：小球静止释放的初位置到斜槽末端的高度差，小球从斜槽末端水平飞出后平抛运动到地面的水平位移s、竖直下落高度则所需验证的关系式为______。不计空气阻力，用题中的字母符号表示

Answer 1

【答案】C； ； AC； ；

【解析】

（1）为了保证碰撞前后使入射小球的速度方向不变，故必须使入射小球的质量大于被碰小球的质量。为了使两球发生正碰，两小球的半径相同；

（2）（3）两球做平抛运动，由于高度相等，则平抛的时间相等，水平位移与初速度成正比，把平抛的时间作为时间单位，小球的水平位移可替代平抛运动的初速度。将需要验证的关系速度用水平位移替代。根据表达式确定需要测量的物理量。

（4）验证小球在斜槽上下滑过程中的机械能守恒，即验证在斜槽滑下动能的增加量与重力势能的减小量是否相等。

（1）在小球碰撞的过程中水平方向动量守恒，则：

在碰撞过程中机械能守恒，则：

则碰后，入射小球的速度变为

要碰后入射小球的速度为：

则只要保证即可，故选C。

（2）（3）P为碰前入射小球落点的平均位置，M为碰后入射小球的位置，N为碰后被碰小球的位置，碰撞前入射小球的速度为：

碰后入射小球的速度为：

碰后被碰小球的速度为：

根据动量守恒：，由于平抛运动的时间相等，可得；故需要的工具有刻度尺天平。

（4）根据平抛运动的规律有：，解得

平抛运动的初速度为

则动能的增加量为：

重力势能的减小量为：

则需验证：

即为：。