Question

【题目】如图所示为“验证动量守恒定律”的实验装置．

（1）下列说法中符合该实验要求的是 ． （不定项选择）
A.轨道必须光滑
B.轨道末端必须水平
C.同一组实验多次测量时，入射小球必须从同一位置自由释放
D.小球第一次着地之后必须将小球拿走，以防止小球在记录纸上反复弹跳
（2）实验中入射小球的质量应靶球质量，入射小球的半径应靶球半径．（以上两空均选填“大于”“小于”或“等于”）
（3）该实验需要测量的物理量有 ． （不定项选择）
A.两小球的质量
B.两小球的半径
C.两小球做平抛运动的时间
D.轨道末端距地面的竖直高度
E.小球平均落地点与轨道末端的水平距离
（4）若进行多次测量，即使操作正确，小球的落地点也不会完全重合，可以用这些点的平均位置作为小球的落地点，找到该平均位置的方法是 ．
（5）入射小球的质量记为m1 ， 靶球的质量记为m2 ， 若碰撞过程中，动量和机械能均守恒，不计空气阻力，则下列表达式中正确的有
A.m1 =m1 +m2
B.m1 =m1 +m2
C.m1（ ）2=m1（ ）2+m2（ ）2
D.
= ﹣ ．

Answer 1

【答案】
（1）B,C,D
（2）大于；等于
（3）A,E
（4）做尽可能小的圆使尽可能多的落点在圆内，该圆圆心即为平均落点
（5）B,C
【解析】解：（1）A、小球离开轨道后做平抛运动，需要保证小球离开轨道时的速度相等，每次由斜槽的同一位置由静止释放小球即可，轨道没有必要光滑，故A错误；
B、为保证小球的初速度方向水平，轨道末端必须水平，故B正确；
C、为保证小球离开轨道时的速度相等，同一组实验多次测量时，入射小球必须从同一位置自由释放，故C正确；
D、小球第一次着地之后必须将小球拿走，以防止小球在记录纸上反复弹跳，故D正确；
故选：BCD；（2）实验中，为防止两球碰撞后入射球反弹，入射小球的质量应大于靶球质量，为保证两球发生对心正碰，入射小球的半径应等于靶球半径．（3）小球离开轨道后做平抛运动，小球抛出点的高度相同，它们在空中的运动时间t相等，如果碰撞过程动量守恒，则m1v1=m1v1′+m2v2′，两边同时乘以小球的运动时间t，得：m1v1t=m1v1′t+m2v2′t，则：m1 =m1 +m2 ，由此可知，实验需要测量小球的质量、小球的水平位移，
故选：AE．（4）确定小球平均落点的方法是：用尽可能小的圆把尽可能多的小球落点圈在圆内，该圆的圆心就是小球落点的平均距离；（5）由（3）可知：验证动量守恒定律的表达式是：m1 =m1 +m2 ．
如果碰撞过程没有机械能损失，则： m1v12= m1v1′2+ m2v2′2 ，
m1（v1t）2= m1（v1t′）2+ m2（v2t′）2 ， m1 2=m12+m2 2 ， 故BC正确；
故选：BC
所以答案是：（1）BCD；（2）大于；等于；（3）AE；（4）做尽可能小的圆使尽可能多的落点在圆内，该圆圆心即为平均落点；（5）BC．
【考点精析】解答此题的关键在于理解动量守恒定律的相关知识，掌握动量守恒定律成立的条件：系统不受外力或系统所受外力的合力为零；系统所受的外力的合力虽不为零，但系统外力比内力小得多；系统所受外力的合力虽不为零，但在某个方向上的分量为零，则在该方向上系统的总动量的分量保持不变．