Question

14．验证“碰撞中的动量守恒”的实验装置示意图如图所示，其中1是入射小球，2是被碰小球．
（1）完成该实验，要求下列条件中必须满足的是BCD
A．轨道是光滑的
B．轨道末端的切线是水平的
C．碰撞瞬间两个小球的球心连线与轨道末端的切线平行
D．每次小球1都要从同一高度由静止滚下
（2）入射小球1与被碰小球2直径相同，它们的质量m₁和m₂的大小应满足m₁＞m₂．（填＞、＜或=）
（3）实验时，小球的落点分别如图所示的M、N、P点，由此通过比较下列两组数值在误差范围内相等，从而验证动量守恒定律，这两组数据是AD．
A．m₁•$\overline{OP}$       B．m₁•$\overline{OM}$     C．m₁•$\overline{ON}$      D．m₁•$\overline{OM}$+m₂•$\overline{ON}$      E．m₁•$\overline{OP}$+m₂•$\overline{ON}$       F．m₁•$\overline{OM}$+m₂•$\overline{OP}$．

Answer 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）根据实验注意事项分析答题；
（3）根据动量守恒定律求出实验需要验证的表达式，然后答题；

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、为保证两球发生对心正碰，碰撞后小球做平抛运动，碰撞的瞬间m₁ 和m₂ 球心连线与轨道末端的切线平行，故C正确；
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：BCD．
（2）为防止两球碰撞后入射球反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量，即 m₁大于m₂． 
（3）两球离开轨道后做平抛运动，它们抛出点的高度相等，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得：m₁v₁t=m₁v₁′t+m₂v₂′t，
m₁•$\overline{OP}$=m₁•$\overline{OP}$+m₂•$\overline{ON}$，因此比较AD两组数值在误差范围内相等，从而验证动量守恒定律．
故答案为：（1）BCD；（2）大于；（3）AD

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，要注意明确利用平抛运动规律分析探究动量守恒定律的实验方法．