Question

【题目】一位同学利用如图甲所示的装置进行验证动量守恒定律的实验。他安装好实验装置，斜槽与水平槽之间平滑连接，且槽的末端水平。在水平地面上依次铺上白纸、复写纸，记下铅垂线所指的位置O。选择两个半径相同的小球开始实验，主要实验步骤如下：

a．不放球2，使球1从斜槽上某一固定位置由静止开始滚下，落到记录纸上留下落点痕迹。多次重复上述操作。

b．把球2放在水平槽末端位置，让球1仍从原位置由静止开始滚下，与球2碰撞后，两球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹。多次重复上述操作。

c．在记录纸上确定M、P、N为三个落点的平均位置，并用刻度尺分别测量M、P、N离O点的距离，即线段OM、OP、ON的长度。

(1)下列说法正确的是________。

A．球1的质量大于球2的质量

B．实验过程中记录纸可以随时移动

C．在同一组实验中，每次球1必须从同一位置由静止释放

D．在同一组实验中，球2的落点并不重合，说明操作中出现了错误

(2)已知球1的质量为m1，球2的质量为m2，落点的平均位置M、P、N几乎在同一条直线上。如果m1·OM+m2·ON近似等于______________，则可以认为验证了动量守恒定律。

(3)实验过程中要求槽末端水平，请你说明原因___________________________。

Answer 1

【答案】AC m1OP 如果槽末端保持水平，小球离开槽末端后做平抛运动，在空中的飞行时间相等，可以用水平位移替代小球在碰撞前后的速度.

【解析】

(1)[1]．A．在实验中，需要球1的质量大于球2的质量，这样球1与球2相碰后球1才不会反弹而直接向右运动，故A正确；

B．实验过程中记录纸不可以随时移动，复写纸可以移动，故B错误；

C．在同一组实验中，每次球1必须从同一位置由静止释放，这样才能保证每次球1滑到底端时的速度相等，故C正确；

D．在同一组实验中，球2的落点并不重合，这是操作中出现的误差，而不是错误，故D错误。

故选AC；

(2)[2]．动量守恒定律是指碰前的动量等于碰后的动量，而小球平抛时的初速度应该等于水平位移除下落的时间，由于下落的高度它们都是相等的，故时间相等，设时间为t；则碰前动量

碰后动量

即满足等式

m1OP=m1OM+m2ON

即可验证动量守恒；

(3)[3]．实验过程中要求槽末端水平，原因是小球离开槽末端后做平抛运动，在空中的飞行时间相等，可以用水平位移替代小球在碰撞前后的速度。