Question

【題目】某同學(xué)采用如圖所示的裝置，利用A、B兩球的碰撞來驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，圖中MN是斜槽NR為水平槽，實(shí)驗(yàn)時(shí)先使A球從斜槽上某一固定位置由靜止開始滾下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡，重復(fù)上述操作10次，得到10個(gè)落點(diǎn)痕跡平均位置P；再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，讓A球仍從固定位置由靜止開始滾下，與B球碰撞后，A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點(diǎn)痕跡．重復(fù)這種操作10次得到10個(gè)落點(diǎn)痕跡平均位置E、F．

（1）若A球質(zhì)量為m1，半徑為r1；B球質(zhì)量為m2，半徑為r2，則________（單選）

A． ； B． ；

C． ； D． ；

（2）以下提供的器材中，本實(shí)驗(yàn)必需的是________（單選）

A．刻度尺 B．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 C．天平 D．秒表

（3）設(shè)A球的質(zhì)量為m1，B球的質(zhì)量為m2，則本實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式為_______（用裝置圖中的字母表示）．

Answer 1

【答案】 （1）CD （2）AC （3）

【解析】（1）小球在碰撞過程中水平方向動(dòng)量守恒，由動(dòng)量守恒定律得：m1v0=m1v1+m2v2，在碰撞過程中機(jī)械能守，由機(jī)械能守恒定律得： m1v02=m1v12+m2v22，解得：v1=

v0，要碰后入射小球的速度v1＞0，即m1＞m2；要使兩小球發(fā)生對(duì)心正碰，兩球的半徑應(yīng)相等，即r1=r2，故選C．
（2）P為碰前入射小球落點(diǎn)的位置，E為碰后入射小球的位置，F為碰后被碰小球的位置，
小球離開軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)，它們拋出點(diǎn)的高度相等，在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t相等，
碰撞前入射小球的速度，碰撞后入射小球的速度： ，碰撞后被碰小球的速度： ，若m1v1=m2v3+m1v2，表明通過該實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了兩球碰撞過程中動(dòng)量守恒，
帶入數(shù)據(jù)得： ，實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量小球的質(zhì)量，物體的水平位移，因此需要的用天平測(cè)小球質(zhì)量，用刻度尺測(cè)小球的水平位移，故選AC；
（3）由（2）可知，實(shí)驗(yàn)需要驗(yàn)證的表達(dá)式為： ．