Question

【题目】如图所示“为探究碰撞中的不变量”的实验装置示意图．

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，所以我们在实验中可以用平抛运动的来替代平抛运动的初速度．
②本实验中，实验必须要求的条件是
a ． 斜槽轨道必须是光滑的
a ． 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 ． 入射球与被碰球满足ma＞ma ， ra=ra
③图中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
a．maON=maOP+maOMa．maOP=maON+maOM
c．maOP=maOM+maONd．maOM=maOP+maON ．

Answer 1

【答案】水平位移；acd；c
【解析】（1）由平抛运动规律y= 可知，当下落高度相同时落地时间相同，再根据x=V0t可知V0t= ，所以可以用平抛运动的水平位移来替代平抛运动的初速度；（2）a、本实验必须要求入射小球在每次碰撞前的速度相同，与斜槽是否光滑无关，所以a错误；
a、只有斜槽末端点的切线水平才能保证碰后小球做平抛运动，所以a正确；
c、根据动等定理mgH﹣Wf= 可知，只有满足入射小球每次都从斜槽上的同一位置无初速释放时，入射速度才能相同，所以C正确；
d、根据弹性碰撞规律，若入射小球质量小于被碰小球的质量时，入射小球要被碰回，所以必须满足ma>ma ，
只有满足两小球的半径相同时，碰后两小球的速度才能在一条直线上，所以D正确；
故选acd（3）根据题意，P点应是小球a没有与a碰撞时的落地位置，M点应是碰后小球a的落地位置，P点应是碰后小球a的落地位置，
根据平均动量守恒定律应有ma.Vo=ma.Va+maVa
再由OP=V0t ， OM=Vat ， ON=Vat
可得ma.Op=ma.OM+ma.ON
所以c正确，即实验中要验证的关系是c ．
所以答案是：（1）水平位移；（2）acd；（3）c
【考点精析】关于本题考查的动量守恒定律，需要了解动量守恒定律成立的条件：系统不受外力或系统所受外力的合力为零；系统所受的外力的合力虽不为零，但系统外力比内力小得多；系统所受外力的合力虽不为零，但在某个方向上的分量为零，则在该方向上系统的总动量的分量保持不变才能得出正确答案．