Question

【題目】【全國百強校】某同學用如圖所示的裝置，利用兩個大小相同的小球做對心碰撞來驗證動量守恒定律，圖中AB是斜槽，BC是水平槽，它們連接平滑，O點為重錘線所指的位置．實驗時先不放置被碰球2，讓球1從斜槽上的某一固定位置G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10次，然后將球2置于水平槽末端，讓球1仍從位置G由靜止滾下，和球2碰撞，碰后兩球分別在記錄紙上留下各自的痕跡，重復10次．實驗得到小球的落點的平均位置分別為M、N、P．

（1）在該實驗中，應選用的器材是下列器材中的 ．

A.天平

B.游標卡尺

C.刻度尺

D.大小相同的鋼球兩個

E.大小相同的鋼球和硬橡膠球各一個

（2）在此實驗中，球1的質量為m1，球2的質量為m2，需滿足m1 m2（選填“大于”“小于”或“等于”）．

（3）若碰撞過程中動量守恒．要驗證的表達式是 ．

A．要驗證的表達式是m1ON=m1OM+m2OP

B．要驗證的表達式是m1OP=m1OM +m2ON

C．要驗證的表達式是m1（OP﹣2r）=m1（OM﹣2r）+m2ON

Answer 1

【答案】（1）ACE （2）大于 （3）A

【解析】（1）在小球碰撞過程中水平方向動量守恒定律故有：m1v0=m1v1+m2v2，

在做平拋運動的過程中由于時間是相等的，所以得：tm1v0=tm1v1+tm2v2，

即：m1ON=m1OM+m2OP; 可知，需要使用天平測量小球的質量，使用刻度尺測量小球在水平方向的位移；

所以需要選擇的器材有ACE．

（2）在小球碰撞過程中水平方向動量守恒定律，故有：m1v0=m1v1+m2v2，

在碰撞過程中動能守恒，故有m1v02=m1v12+m2v22

解得：要碰后入射小球的速度v1＞0，即m1-m2＞0，故要滿足m1大于m2．

（3）根據（1）中結論可知，本實驗中應驗證的表達式為m1ON=m1OM+m2OP.