Question

【題目】如圖所示“為探究碰撞中的不變量”的實驗裝置示意圖．

①因為下落高度相同的平拋小球（不計空氣阻力）的飛行時間相同，所以我們在實驗中可以用平拋運動的來替代平拋運動的初速度．
②本實驗中，實驗必須要求的條件是
a ． 斜槽軌道必須是光滑的
a ． 斜槽軌道末端點的切線是水平的
c ． 入射小球每次都從斜槽上的同一位置無初速釋放
d ． 入射球與被碰球滿足ma＞ma ， ra=ra
③圖中M、P、N分別為入射球與被碰球對應的落點的平均位置，則實驗中要驗證的關系是
a．maON=maOP+maOMa．maOP=maON+maOM
c．maOP=maOM+maONd．maOM=maOP+maON ．

Answer 1

【答案】水平位移；acd；c
【解析】（1）由平拋運動規律y= 可知，當下落高度相同時落地時間相同，再根據x=V0t可知V0t= ，所以可以用平拋運動的水平位移來替代平拋運動的初速度；（2）a、本實驗必須要求入射小球在每次碰撞前的速度相同，與斜槽是否光滑無關，所以a錯誤；
a、只有斜槽末端點的切線水平才能保證碰后小球做平拋運動，所以a正確；
c、根據動等定理mgH﹣Wf= 可知，只有滿足入射小球每次都從斜槽上的同一位置無初速釋放時，入射速度才能相同，所以C正確；
d、根據彈性碰撞規律，若入射小球質量小于被碰小球的質量時，入射小球要被碰回，所以必須滿足ma>ma ，
只有滿足兩小球的半徑相同時，碰后兩小球的速度才能在一條直線上，所以D正確；
故選acd（3）根據題意，P點應是小球a沒有與a碰撞時的落地位置，M點應是碰后小球a的落地位置，P點應是碰后小球a的落地位置，
根據平均動量守恒定律應有ma.Vo=ma.Va+maVa
再由OP=V0t ， OM=Vat ， ON=Vat
可得ma.Op=ma.OM+ma.ON
所以c正確，即實驗中要驗證的關系是c ．
所以答案是：（1）水平位移；（2）acd；（3）c
【考點精析】關于本題考查的動量守恒定律，需要了解動量守恒定律成立的條件：系統不受外力或系統所受外力的合力為零；系統所受的外力的合力雖不為零，但系統外力比內力小得多；系統所受外力的合力雖不為零，但在某個方向上的分量為零，則在該方向上系統的總動量的分量保持不變才能得出正確答案．