Question

【题目】某同学用如图1所示实验装置验证碰撞中的动量守恒。将斜槽固定在水平桌面上，让入射球1从斜槽上某点A由静止释放，记录球在地面的落点；在斜槽末端放上被碰球2再次让球1从斜槽上A点由静止释放，记录球1和球2的落点。重复上述过程10次，用尽可能小的圆将10个落点圈在一起，圆心M、P、N代表落点，斜槽末端在水平地面的竖直投影为O，用刻度尺测量小球的水平位移，如图2所示。

(1)为完成实验下列操作必须的是________。

A．斜槽末端切线方向保持水平

B．入射球1的质量小于被碰球2的质量

C．实验中入射小球从同一位置由静止释放

D．测出斜槽末端到地面的高度h，计算球的速度

(2)未放被碰球时，由刻度尺读出入射球抛出的水平位移为____________cm；

(3)测得球1和球2的质量分别为m1和m2，小球的水平位移分别为xOM、xON、xOP，若关系式_________________成立(用所测物理量符号表示)，则可验证碰撞过程动量守恒。

Answer 1

【答案】AC

【解析】

(1) A、要保证每次小球都做平抛运动，则轨道的末端必须水平，故A正确.

B、为了使小球碰后不被反弹，要求被碰小球质量大于碰撞小球质量，故B错误.

C、要保证碰撞前的速度相同，所以入射球每次都要从同一高度由静止滚下，故C正确．

D、本实验中两小球落地时间相同，故不需要测量高度h来计算下落时间；故D错误；

故选AC.

(2)未放被碰球时的落点为P点，用尽可能小的圆将尽可能多的小球的落点圈住，圆心的位置就可以看成是小球的平均落点；该落点的读数为25.55cm.

(3)小球离开轨道后做平抛运动，由于小球抛出点的高度相等，小球的运动时间t相等，如果碰撞过程动量守恒，则：m1v1=m1v1′+m2v2′，两边同时乘以时间t得：m1v1t=m1v1′t+m2v2′t，则：m1xOP=m1xOM+m2xON，故实验需要验证的表达式为：.