Question

【题目】某同学用如图所示装置来探究碰撞中动量是否守恒，让质量为m1的入射小球A从斜槽某处由静止开始滚下，与静止在斜槽末端质量为m2的被碰小球B发生碰撞．

（1）实验中必须要求的条件是______

A．斜槽必须是光滑的

B．斜槽末端的切线必须水平

C．槽口离地的高度

D．A与B的球心在碰撞瞬间必须在同一高度

（2）两小球的质量应满足m1______m2（填>、<或=）

（3）正确操作后，M、P、N是得到的三个平均落点，图中的O点是水平槽末端在记录纸上的垂直投影点．两球落点痕迹如图所示，其中米尺水平放置，且平行于运动轨迹所在平面，米尺的零点与O点对齐．

①若A、B两球的质量比mA:mB=5:1，测得OP=42.1cm，OM=30.0cm，ON=60.1cm则在实验误差范围内A、B碰撞过程中动量______（填“守恒”或“不守恒”）；

②若已知槽口末端离地高h=0.45m，则碰撞后A球落地时的速度为______m/s（取g=10m/s2）．

Answer 1

【答案】 (1)BD (2)> (3)①守恒 ②

【解析】（1）实验中为了保证碰后做平抛运动，所以要求斜槽末端的切线必须水平，为了保证碰撞前后小球在一条直线上，所以要求A与B的球心在碰撞瞬间必须在同一高度，故选BD；

（2）为了防止碰撞过程中小球反弹，则两小球的质量应满足m1>m2

（3）①由于碰撞前后都做平抛运动，下落高度一样，所以水平方向上运动时间一样，则水平位移与平抛初速度成正比，则可以用水平位移代替速度来验证，

根据数据得： ，所以碰撞过程动量守恒；

②若已知槽口末端离地高h=0.45m，根据平抛运动可知：

水平方向：

竖直方向：

解得：

则碰撞后A球落地时的速度为

故本题答案是： (1)BD (2). > (3).①守恒. ②