Question

8．在“探究碰撞中的不变量”的实验中，用如图所示的斜槽装置进行探究，以下说法正确的是（　　）

• A． 选择实验仪器时，天平可选可不选
• B． 实验中的斜槽需要光滑且末端切线水平
• C． 需要记录小球抛出的高度及水平距离，以确定小球离开斜槽末端时的速度
• D． 无论是否放上被碰小球，入射小球都必须从同一高度处静止释放

Answer 1

分析 由动量守恒定律求出需要验证的表达式，根据表达式确定需要测量的量；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，但斜槽不需要光滑；同时入射小球都必须从同一高度处静止释放，以保证每次实验中入射速度相同．

解答 解：A、要验证动量守恒定律定律，即验证：m_av₁=m_av₂+m_bv₃，小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，
上式两边同时乘以t得：m_av₁t=m_av₂t+m_bv₃t，得：m_ax₁=m_ax₂+m_bx₃，因此必须使用天平测量两小球的质量，故A错误；
B、“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B错误；
C、由A的分析可知，实验中只需记录水平射程即可，不需要记录高度和离开末端时的速度，故C错误；
D、要保证每次碰撞前的入射球的速度相同，入射球每次都要从同一高度由静止滚下，故D正确；
故选：D．

点评 利用平抛运动验证动量守恒定律的实验的一个重要的技巧是入射球和靶球从同一高度作平抛运动并且落到同一水平面上，故下落的时间相同，所以在实验的过程当中把本来需要测量的速度改为测量平抛过程当中水平方向发生的位移，可见掌握了实验原理才能顺利解决此类题目．