Question

【题目】如图所示为“验证碰撞中的动量守恒”的实验装置。

(1)下列说法中符合本实验要求的是_________________.

A.轨道应当尽量光滑，以减小实验误差

B.每次入射球应从斜槽上同一位置由静止释放

C.安装轨道时，应使轨道末端切线水平

D.需要使用的测量仪器有天平、秒表和刻度尺

E.入射小球a和被碰小球b的质量m1、m2应该满足m1>m2

(2)实验时，先不放b球，让a球多次从同一位置由静止释放，找到平均落点放上b 球后，将a球仍从同一位置释放并重复实验。实验中记录了轨道末端在记录纸上的竖直投影为O点，在记录纸上找到了两球平均落点位置为A、C,并测得三点到0点的距离分别为x1、x2和x3。若在误差允许范围内满足表达式 ______________________，则可得出碰撞中动量守恒的结论。若两球的碰撞为弹性碰撞，则还应满足________________________ .

Answer 1

【答案】 （1）BCE （2）

【解析】（1）实验时，轨道不一定要光滑，只要到达底端的速度相同即可，选项A错误；为保持入射球的初速度相等，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，故B正确；为保证小球离开轨道后做平抛运动，小球离开轨道时的速度必须水平，安装轨道时，轨道末端必须水平，故C正确；实验中需要测出小球质量与小球的水平位移，需要使用的测量仪器有天平和刻度尺，因不需要计时，故不需要秒表；故C错误；要使两球发生对心正碰，两球半径应相等，为防止入射球碰撞后反弹，入射球的质量应大于靶球的质量，即：入射球比靶球质量大，入射球与靶球半径应相等，故E错误；故选BC．

（2）两球碰撞后做平抛运动，它们抛出点的高度相等，在空中的运动时间t相等，碰撞过程动量守恒，则m1v1=m1v1′+m2v2′，
两边同时乘以时间t得：m1v1t=m1v1′t+m2v2′t，则m1x2=m1x1+m2x3，故只要满足m1x2=m1x1+m2x3，碰撞过程中系统动量守恒．若两球的碰撞为弹性碰撞，则还应满足： m1v12=m1v1′2+m2v2′2，即满足；