Question

【題目】如圖為實驗室中驗證動量守恒定律的實驗裝置示意圖

（1）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（______）

A．m1> m2 r1> r2 B．m1> m2 r1< r2

C．m1> m2 r1＝r2 D．m1< m2 r1＝r2

（2）實驗中記錄了軌道末端在記錄紙上的投影位置為O，經多次釋放小球，在記錄紙上找到兩球的平均落點位置M、P、N，并測得它們到O點的距離分別為、、。已知入射小球的質量為m1，被碰小球的質量為m2，只要驗證等式_______________成立，即表示碰撞中動量守恒。

（3）滿足(2)的情況下，若滿足等式___________________成立，即可認為碰撞為彈性碰撞。(僅用線段、、表示)

Answer 1

【答案】 C

【解析】（1）為保證兩球發生對心正碰，兩球的半徑應相等，為防止碰撞后入射球反彈，入射球的質量應大于被碰球的質量，故選C。

（2）小球離開軌道后做平拋運動，小球拋出點的高度相等，則它們在空中的運動時間t相等，驗證碰撞中的動量守恒，需要驗證： ，則： ， ，因此需要驗證： 。

（3）小球發生彈性碰撞，碰撞過程中系統動量和機械能都守恒，根據動量守恒有： ，機械能守恒有： ，聯立可得： ，進一步化簡得到： 。