Question

【題目】如圖，用“碰撞實驗器”可以動量守恒定律，即研究兩個小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關系．

a若入射小球質量為m1 ， 半徑為r1；被碰小球質量為m2 ， 半徑為r2 ， 則
①m1＞m2 ， r1＞r2
②m1＞m2 ， r1＜r2
③m1＞m2 ， r1=r2
④m1＜m2 ， r1=r2
b為完成此實驗，需要使用的測量工具除了刻度尺外還必需的是 ．
c安裝軌道時，軌道末端必須 ．
d設入射小球的質量為m1 ， 被碰小球的質量為m2 ， P為碰前入射小球落點的平均位置，則關系式（用m1、m2及圖中字母表示）成立，即表示碰撞中動量守恒．

Answer 1

【答案】③；天平；水平；
【解析】（1）動量守恒定律實驗中，即研究兩個小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關系，為保證碰撞在水平方向上，兩個小球的球心的高度要相等，即兩個小球的半徑要相等；同時，為保證入碰小球不反彈，需要入碰小球的質量大于被碰小球的質量，即m1＞m2 ．
故選：C ． （2）實驗時，先讓入射球ml多次從斜軌上S位置靜止釋放，找到其平均落地點的位置P ， 測量平拋射程OP ． 然后，把被碰小球m2靜置于軌道的水平部分，再將入射球ml從斜軌上S位置靜止釋放，與小球m2相碰，并多次重復．測量平均落點的位置，找到平拋運動的水平位移設落地時間為t ， 則 ， ，。
而動量守恒的表達式是m1v0=m1v1+m2v2
若兩球相碰前后的動量守恒，則m1OM+m2ON=m1OP成立．
因此為完成此實驗，需要使用的測量工具除了刻度尺外還必需天平．（3）為保證碰撞在水平方向上，且兩個小球水平拋出，所以安裝軌道時，軌道末端必須水平；（4）根據（2）的分析可知，若兩球相碰前后的動量守恒，則 成立．
所以答案是：（1）（C）；（2）天平；（3）水平；（4）
【考點精析】利用動量守恒定律對題目進行判斷即可得到答案，需要熟知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．