Question

9．如图所示为“碰撞中的动量守恒”实验装置示意图．
（1）因为下落高度相同的平抛小球（不计空气阻力）的飞行时间相同，所以我们在“碰撞中的动量守恒”实验中可以用平抛时间作为时间单位．
（2）本实验中，实验必须要求的条件是BCD
A．斜槽轨道必须是光滑的
B．斜槽轨道末端点的切线是水平的
C．入射小球每次都从斜槽上的同一位置无初速释放
D．入射球与被碰球的m_a＞m_b，r_a=r_b
（3）如图，其中M、P、N分别为入射球与被碰球对应的落点的平均位置，则实验中要验证的关系是C
A．m_aON=m_aOP+m_bOM    B．m_aOP=m_aON+m_bOM    C．m_aOP=m_aOM+m_bON    D．m_aOM=m_aOP+m_bON．

Answer 1

分析 （1）通过实验的原理确定需要的测量工具，小球碰撞后做平抛运动，抓住平抛运动的时间相等，小球飞行的水平距离来代表小球的水平速度来验证动量守恒定律．
（2）释放点越低，入射小球速度小，读数的相对误差大；释放点越高，两球相碰时相互作用的内力越大，碰撞前后系统的动量之差越小，误差越小；
（3）根据实验使用的理论公式，确定需实验中要验证的关系．

解答 解：（1）小球碰撞后做平抛运动，小球做平抛运动的高度相同，小球做平抛运动的飞行时间t相同，所以我们在“碰撞中的动量守恒”实验中可以用 平抛时间作为时间单位．
（2）A、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即可，斜槽轨道是否光滑对实验的结果没有影响，故A错误．
B、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B正确．
C、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C正确．
D、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D正确．
故选：BCD．
（3）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，
m_av₁t=m_av₁′t+m_bv₂t，
即m_aOP=m_aOM+m_bON；
故选：C
故答案为：1）平抛时间　（2）BCD　（3）C

点评 本实验主要是要把动量守恒用水平方向的位移表示出来，同学们一定要注意掌握，因为这是本实验的一个重要的技巧．