Question

【題目】如圖所示為“驗證碰撞中的動量守恒”的實驗裝置示意圖．已知a、b小球的質量分別為ma、mb，半徑分別是ra、rb，圖中P點為單獨釋放a球的落點的平均位置，M、N是a、b小球碰撞后落點的平均位置．

（1）本實驗必須滿足的條件是________．

A．斜槽軌道必須是光滑的

B．斜槽軌道末端的切線水平

C．入射小球每次都從斜槽上的同一位置無初速度釋放

D．入射球與被碰球滿足ma＝mb，ra＝rb

（2）為了驗證動量守恒定律，需要測量OP間的距離x1，還需要測量的物理量有______、______(用相應的文字和字母表示)．

（3）如果動量守恒，需滿足的關系式是__________(用裝置圖中的字母表示)．

Answer 1

【答案】BC OM間的距離x2 ON間的距離x3

【解析】

(1)[1]A．“驗證動量守恒定律”的實驗中，是通過平拋運動的基本規律求解碰撞前后的速度的，只要離開軌道后做平拋運動，對斜槽是否光滑沒有要求；故A錯誤；

B．要保證每次小球都做平拋運動，則軌道的末端必須水平，故B正確;

C．要保證碰撞前的速度相同，入射球每次都要從斜槽的同一位置無初速度釋放，故C正確；

D．為防止兩球碰撞后入射球不反彈，需要：ma＞mb;而為了兩球發生對心正碰，需要兩球的半徑相等，即：ra=rb，故D錯誤；

(2)[2][3]要驗證動量守恒定律定律，即驗證：

小球離開軌道后做平拋運動，它們拋出點的高度相等，在空中的運動時間t相等，上式兩邊同時乘以t得：

得：

因此實驗需要測量：測量OP間的距離x1，OM間的距離x2，ON間的距離x3；

(3)[4]由上分析可知，實驗需要驗證：

用裝置圖中的字母表示為：