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______，所以我们在实验中可以用平抛时间作为时间单位。

(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
B．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>mb，ra＝rb

(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，要验证的关系是_____

A．ma·ON＝ma·OP＋mb·OM
B．ma·OP＝ma·ON＋mb·OM

C．ma·OP＝ma·OM＋mb·ON
D．ma·OM＝ma·OP＋mb·ON

Answer 1

【答案】 相同 BCD C

【解析】（1）小球碰撞后做平抛运动，小球做平抛运动的高度相同，小球做平抛运动的飞行时间t相同，所以我们在“碰撞中的动量守恒”实验中可以用平抛时间作为时间单位．
（2）在同一组实验的不同碰撞中，每次入射球必须从同一高度由静止释放，保证碰前的速度相同即可，斜槽轨道是否光滑对实验的结果没有影响，故A错误．为了保证小球做平抛运动，安装轨道时，轨道末端必须水平，故B正确．在同一组实验的不同碰撞中，每次入射球必须从同一高度由静止释放，保证碰前的速度相同，故C正确．为了保证入射小球不反弹，则入射小球的质量大于被碰小球的质量；为了发生对心碰撞，两球的直径需相同，故D正确．故选BCD．
（3）碰撞过程中，如果水平方向动量守恒，由动量守恒定律得：m1v1=m1v1′+m2v2，小球做平抛运动时抛出点的高度相等，它们在空中的运动时间t相等，两边同时乘以时间t，mav1t=mav1′t+mbv2t，即maOP=maOM+mbON；故选C.