Question

【题目】如图所示为实验室中验证动量守恒的实验装置示意图.

(1)安装和调整实验装置的两点主要要求是：①______________________________

②小支柱到槽口的距离等于小球直径且两小球相碰时球心在同一水平线上。

(2)若入射小球质量为m1，半径为r1；被碰小球质量为m2，半径为r2，则（_______）

A.m1>m2，r1>r2 B.m1>m2，r1<r2 C.m1>m2，r1=r2 D.m1<m2，r1=r2

(3)为完成此实验,以下所提供的测量工具中必需的是_____.（填下列对应的字母）

A．直尺 B．天平 C．游标卡尺 D．弹簧秤

(4)设入射小球的质量为m1,被碰小球的质量为m2，P为碰前入射小球落点的平均位置，则关系式（用m1、m2及图中字母表示）_____成立,即表示碰撞中动量守恒。

Answer 1

【答案】斜槽末端要水平； C； AB；

【解析】

(1)本实验采有平抛运动分析动量守恒的实验，为了保证小球做平抛运动，并且能保证两小球为对心碰撞，应保证：①斜槽末端切线水平；②小支柱到槽口的距离等于小球直径且两小球相碰时球心在同一水平线上；

(2)在小球碰撞过程中，水平方向动量守恒，以向右为正方向，

由动量守恒定律得：m1v0=m1v1+m2v2，

在碰撞过程中机械能守恒：，

解得：v1= ，

要碰后入射小球的速度v1>0，即m1m2>0，m1>m2，为了使两球发生正碰，两小球的半径相同，r1=r2，故选C；

(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，

小球离开轨道后做平抛运动,运动时间：t=，碰撞前入射小球的速度v1= ，

碰撞后入射小球的速度：v2=，碰撞后被碰小球的速度：v3=，

若m1v1=m2v3+m1v2则表明通过该实验验证了两球碰撞过程中动量守恒，

整理得：m1OP=m1OM+m2ON，故需要测量的工具有刻度尺和天平，故选AB；

(4)由(3)可知，实验需要验证的表达式为：m1OP=m1OM+m2ON.