Question

【题目】如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即验证两个小球在水平轨道末端碰撞前后的动量守恒．入射小球质量为m1 ， 被碰小球质量为m2 ， O点是小球抛出点在水平地面上的投影．实验时，先让入射小球m1多次从倾斜轨道上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置，并记下此位置距O点的距离；然后把被碰小球m2静置于水平轨道末端，再将入射小球m1从倾斜轨道上S位置静止释放，与小球m2相撞，多次重复此过程，并分别找到它们平均落点的位置距O点的距离．则下列说法正确的是（ ）

A.实验中要求两小球半径相等，且满足m1＜m2
B.实验中要求倾斜轨道必须光滑
C.如果等式m1x2=m1x1+m2x3成立，可验证两小球碰撞过程动量守恒
D.如果等式m1x3=m1x1+m2x2成立，可验证两小球碰撞过程动量守恒

Answer 1

【答案】C
【解析】解：A、实验中要求两小球半径相等，且为了防止出现入射球反弹，入射球的质量要大于被碰球的质量，即m1＞m2，故A错误；

B、实验中要求倾斜轨道不需要光滑，只要每次从同一点由静止滑下即可，故B错误；

C、小球离开轨道后做平抛运动，由于小球抛出点的高度相同，它们在空中的运动时间t相等，

它们的水平位移x与其初速度成正比，可以用小球的水平位移代替小球的初速度，

若两球相碰前后的动量守恒，则有：m1v0=m1v1+m2v2，又x2=v0t，x1=v1t，x3=v2t，

代入得：m1x2=m1x1+m2x3，故C正确D错误．

故选：C．

为了保证碰撞前后使入射小球的速度方向不变，故必须使入射小球的质量大于被碰小球的质量．为了使两球发生正碰，两小球的半径相同，由于两球从同一高度下落，故下落时间相同，所以水平向速度之比等于两物体水平方向位移之比，然后由动量守恒定律分析答题．