Question

【題目】在研究“碰撞中動量守恒”的實驗中，實驗裝置如圖所示：

（1）若兩個半徑相同的小球A與B的質量之比，則入射球應選_______（選填mA或mB）。

（2）實驗中可能引起誤差的是（______）

A．斜槽軌道有摩擦

B．軌道末端切線不水平

C．碰撞時兩球心不在同一高度

D．落點位置不是平均位置

（3）若入射球質量為m1，被碰球質量為m2，小球半徑均為r，各落點位置如圖（乙）所示，其中O為軌道末端所裝重錘線的投影點，并測得OM = a，OP = b，ON = c，則碰撞中動量守恒的表達式可寫為______________________________________________。

Answer 1

【答案】 ; BCD; ;

【解析】

實驗是要驗證兩個小球碰撞過程系統動量守恒，為防止小球反彈，還要保證入射球質量要大于被碰球質量；實驗要驗證兩個小球系統碰撞過程動量守恒，即要驗證，可以通過平拋運動將速度的測量轉化為水平射程的測量；

解：(1)本實驗中為了防止入射球反彈，應用質量大的球去撞擊質量輕的小球，故入射球選擇mB；

(2)A、本實驗中通過平拋運動規律求解碰前的速度，每次入射球必須從同一高度由靜止釋放，保證碰前的速度相同即可，不需要斜槽光滑，故A錯誤；

B、為了保證小球做平拋運動，安裝軌道時，軌道末端必須水平，否則會引起誤差，故B正確；

C、為了發生對心碰撞，兩球的直徑需相同，若不在同一高度，會引起誤差，故C正確；

D、在本實驗中落點有會有多個點，為了準確，應取落點位置的平均位置，否則會出現較大的誤差，故D正確；

故選BCD；

(3)碰撞過程中，如果水平方向動量守恒，由動量守恒定律得：，小球做平拋運動時拋出點的高度相等，它們在空中的運動時間t相等，兩邊同時乘以時間t，則有：，所以表達式為：；