题目内容

2．如图，某同学利用验证碰撞中的动量守恒实验装置．探究半径相等的小球1和2的碰撞过程是否动量守恒，用天平测出两个小球的质量分别为m1和m2，且m1＞m2，按下述步骤进行了实验：
安装好实验装置，做好测量前的准备，并记下重垂线所指的位置O2
第一步：不放小球2，让小球1从余槽上A点由静止滚下，并落在地面上，重复10次，用尽可能小的圆把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置．
第二步：把小球2放在斜槽前端边缘处，让小球1从A点由静止滚下；使它们碰撞．重复10次，并使用与第一步同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置．
第三步：有刻度尺分别测量三个落地点的平均位置离O点的距离，即线段OD、OE、OF的长度，到O点的距离分别为LO、LE、LF．
（1）小球m1与m2发生碰撞后，m1的落点是图中的D点，m2的落点是图中的点F．
（2）用测得的物理量来表示，只要满足关系式m1LE=m1LD+m2LF，则说明两小球的碰撞过程动量守恒．
（3）实验中有关操作和描述正确的是C．
A．用质量大的球去碰质量较小的球，目的是使被碰球飞行距离更远，可减小测量误差
B．调整斜槽末端水平，目的是使两球能发生对心碰撞
C．让入射球从同一位置释放，目的是保障每次碰撞前小球的动量都相同
D．碰撞后两球的动能之和总会小于碰前入射球的动能，是因为斜槽摩擦力做负功造成的．

分析 根据动量守恒定律求出需要验证的表达式，然后根据表达式分析答题，注意平抛运动特点的应用．

解答 解：（1）小球m1与m2发生碰撞后，m1的落点是图中的D点，m2的落点是图中的F点．
（2）由于小球平抛运动的时间相等，小球1不发生碰撞时落点在E点，则不发生碰撞时离开斜槽末端的速度为${v}_{E}=\frac{{L}_{E}}{t}$，同理知，落在D点的速度${v}_{D}=\frac{{L}_{D}}{t}$，落在F点的速度${v}_{F}=\frac{{L}_{F}}{t}$，根据动量守恒知，m1vE=m1vD+m2vF，可知只要验证m1LE=m1LD+m2LF即可．
（3）A、用质量大的球去碰质量较小的球，目的是碰撞小球不发生反弹，故A错误．
B、调整斜槽末端水平，目的是保证小球做平抛运动，故B错误．
C、让入射球从同一位置释放，目的是保障每次碰撞前小球的动量都相同，故C正确．
D、碰撞后两球的动能之和总会小于碰前入射球的动能，是因为碰撞的过程中有能量损失．故D错误．
故选：C．
故答案为：（1）D，F
（2）m1LE=m1LD+m2LF
（3）C

点评 本题考查了实验需要测量的量、实验注意事项、实验原理、刻度尺读数、动量守恒表达式，解题时需要知道实验原理，根据动量守恒定律与平抛运动规律求出实验要验证的表达式是正确答题的前提与关键．

练习册系列答案
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