Question

【题目】某实验小组在进行“验证动量守恒定律”的实验。入射球与被碰球半径相同。

①实验装置如下图所示。先不放B球，使A球斜槽上某一固定点C由静止滚下，落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹。再把B球静置于水平槽前端边缘处，上A球仍从C处静止滚下，A球和B球碰撞后分别落在记录纸上留下各自落点的痕迹。记录纸上的O点是垂锤所指的位置，M、P、N分别为落点的痕迹。未放B球时，A球落地点时记录纸上的_______________点。

②实验中可以将表达式m1v1=m1v1′+m2v 2′转化为m1s1=m1 s1′+m2s2′来进行验证，其中s1、s1′、s2′为小球平抛的水平位移。可以进行这种转化的依据是_______________。（请选择一个最合适的答案）

A．小球飞出后的加速度相同

B．小球飞出后，水平方向的速度相同

C．小球在空中水平方向都做匀速直线运动，水平位移与时间成正比

D．小球在空中水平方向都做匀速直线运动，又因为从同一高度平抛，运动时间相同，所以水平位移与初速度成正比

③完成实验后，实验小组对上述装置进行了如下图所示的改变：

（I）在木板表面先后钉上白纸和复印纸，并将木板竖直立于靠近槽口处，使小球A从斜槽轨道上某固定点C由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹O；（II）将木板向右平移适当的距离固定，再使小球A从原固定点C由静止释放，撞到木板上得到痕迹P；（III）把半径相同的小球B静止放在斜槽轨道水平段的最右端，让小球A仍从原固定点由静止开始滚下，与小球B相碰后，两球撞在木板上得到痕迹M和N；（IV）用刻度尺测量纸上O点到M、P、N三点的距离分别为y1，y2，y3。请你与出用直接测量的物理量来验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式：_______________。（小球A、B的质量分别为m1、m2）

Answer 1

【答案】P D

【解析】

①A小球和B小球相撞后，B小球的速度增大，A小球的速度减小，所以碰撞后A球的落地点距离O点最近，B小球离O点最远，中间一个点是未放B球时A的落地点，所以未放B球时，A球落地点是记录纸上的P点。

②小球碰撞前后都做平抛运动，竖直方向位移相等，由 即可知运动的时间相同，水平方向做匀速直线运动，有，因此可以用水平位移代替速度，故D正确。

③同理，未放小球B时A球打在P点，放了B球之后A球打在N点，B球打在M点，由和可得，，所以，，，由动量守恒定律有可得，化简得到