Question

【题目】如图为实验室中验证动量守恒实验装置示意图

（1）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＞m2r1＞r2
B.m1＞m2r1＜r2
C.m1＞m2r1=r2
D.m1＜m2r1=r2
（2）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.游标卡尺
C.天平
D.弹簧秤
E.秒表
（3）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．
（4）在实验装置中，若斜槽轨道是光滑的，则可以利用此装置验证小球在斜槽上下滑过程中机械能守恒，这时需要测量的物理量有：小球释放初位置到斜槽末端的高度差h1；小球从斜槽末端做平抛运动的水平移s、竖直高度h2 ， 则所需验证的关系式为： ．

Answer 1

【答案】
（1）C
（2）A,C
（3）m1 =m1 +m2
（4）S2=4h1h2
【解析】解：（1）在小球碰撞过程中水平方向动量守恒定律故有m1v0=m1v1+m2v2

在碰撞过程中动能守恒故有

解得v1=

要碰后入射小球的速度v1＞0，即m1﹣m2＞0，

m1＞m2，

为了使两球发生正碰，两小球的半径相同，r1=r2

所以答案是：C．

（2、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，

碰撞前入射小球的速度

碰撞后入射小球的速度 ．

碰撞后被碰小球的速度 ．

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，

带入数据得m1 =m1 +m2

所以需要测量质量和水平位移，用到的仪器是直尺、天平．（4）利用此装置验证小球在斜槽上下滑过程中机械能守恒，即判断重力势能的减小量与动能的增加量是否相等，

重力势能的减小量为mgh1，小球平抛运动的时间t= ，则平抛运动的初速度 ，则动能的增加量为 ，则所需验证的关系式为： ，即S2=4h1h2．

所以答案是：（1）C（2）AC（3）m1 =m1 +m2 （4）S2=4h1h2