Question

【題目】王川同學利用如圖所示的裝置驗證碰撞中的動量守恒。豎直平面內的一段圓弧軌道下端與水平桌面相切，先將小滑塊A從圓弧軌道上某一點無初速度釋放，測出小滑塊在水平桌面上滑行的距離x1(圖甲)；然后將左側貼有雙面膠的小滑塊B放在圓弧軌道的最低點，再將小滑塊A從圓弧軌道上某一點無初速度釋放，A與B碰撞后結合為一個整體，測出整體沿桌面滑動的距離x2。已知滑塊A和B的材料相同。

(1)下列選項中，屬于本實驗要求的是____________(填相應選項前的字母)

A．實驗中所用圓弧軌道必須是光滑的

B．實驗必須保證A的質量不大于B的質量

C．實驗中滑塊A的釋放點離水平桌面要高一些

D．兩次必須從圓弧軌道上同一點無初速度釋放滑塊A

(2)若滑塊A、B的質量分別為m1、m2，與水平桌面間的動摩擦因數均為μ，重力加速度為g。則A、B碰撞前的動量P1=____________，碰撞后的動量P2=________(用字母m1、m2，μ、g、x1、x2表示)。只要P1=P2，則驗證了A和B碰撞過程中動量守恒。

(3)本實驗___________(填“需要”或“不需要”)測出滑塊與水平桌面間的動摩擦因數。

Answer 1

【答案】CD 不需要

【解析】

本實驗是根據內力遠大于外力時系統動量守恒的原理分析的，需要注意：一：保證碰撞前A的速度相等；二、A碰撞時速度不能過小；三、A碰撞后不能反彈；結合動能定理求解碰撞前后的速度，根據動量守恒列式．

（1）因為碰撞瞬間內力遠大于外力，兩者在碰撞前后動量守恒，測出運動距離，根據動能定理求解碰撞前后的速度，所以無需圓弧軌道必須是光滑的，A錯誤；為了保證A不反彈，A的質量必須不小于B的質量，B錯誤；為了保證兩者碰撞后運動的距離不過小，便于測量，應使得A碰撞時的速度大一些，即實驗中滑塊A的釋放點離水平桌面要高一些，C正確；兩次釋放，為了要保證碰撞前的速度相同，兩次必須從圓弧軌道上同一點無初速度釋放滑塊A，D正確；

（2）滑塊在水平軌道運動過程，由動能定理得：對滑塊A：，解得，故碰前動量；對兩者黏在一起運動時，，解得，碰撞后動量；

（3）比較，即比較，過程中可抵消，故不需要測出滑塊與水平桌面間的動摩擦因數．