Question

【题目】如图所示为实验室中《验证动量守恒定律》的实验装置示意图。

(1)实验中必须要求的条件是______。

A．斜槽轨道尽量光滑以减少误差

B．斜槽轨道末端的切线必须水平

C．入射球和被碰球的质量必须相等，且大小相同

D．入射球每次必须从轨道的同一位置由静止释放

(2)图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP，然后把被碰小球m2静置于水平轨道的末端，再将入射球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相碰，并重复多次。本实验还需要完成的必要步骤是________(填选项前的符号)。

A．用天平测量两个小球的质量m1、m2

B．测量抛出点距地面的高度H

C．分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N

D．测量平抛射程OM、ON

(3)为了验证碰撞前后动量守恒，该同学只需验证表达式：___________ 成立，即表示碰撞中动量守恒。

(4)若两球发生弹性碰撞，则OM、ON、OP之间一定满足的关系是_____（填选项前的符号）。

A．OP+OM=ON

B．2OP=ON+OM

C．OP﹣ON=2OM

Answer 1

【答案】（1）BD （2）ACD （3）m1OP=m1OM+m2ON （4）A

【解析】

（1）AB.本实验要通过平抛运动验证动量守恒定律，所以轨道末端必须水平，以保证小球做平抛运动；为了保证两次入射小球到达轨道末端具有相同的速度，两次入射小球需从同一位置由静止释放；轨道不光滑，两次摩擦力做的负功相同，小球到达轨道末端速度依然相同，所以轨道不需要光滑，A错误BD正确

C.为了避免入射小球反弹，要保证入射球质量大于被碰球质量，C错误

（2）根据平抛运动规律：，，所以抛出速度，小球均从相同高度平抛，且要验证的表达式为：，代入数据得：：

A.根据以上分析，两物体质量需要测量，A正确

B.因为高度都相同，运动时间一样，所以不需测量高度，B错误

CD.根据分析，需要找到碰后平均落地点的位置M、N，并测量平抛射程OM、ON，CD正确

（3）根据（2）的分析需要验证的是：

（4）如果发生的是弹性碰撞，除了满足动量守恒，还满足机械能守恒，即：，联立动量守恒方程：，解得：OP+OM=ON，A正确BC错误