Question

【題目】如圖所示為實驗室中驗證動量守恒的實驗裝置示意圖.

（1）若入射小球質量為,半徑為；被碰小球質量為，半徑為，則（______）

A. ， B. ，

C. ， D. ，

（2）為完成此實驗，以下所提供的測量工具中必需的是________.（填下列對應的字母）

A.直尺 B.游標卡尺 C.天平 D.彈簧秤 E.秒表

（3）設入射小球的質量為,被碰小球的質量為，P為碰前入射小球落點的平均位置,則關系式（用、及圖中字母表示）___________________________成立,即表示碰撞中動量守恒.

Answer 1

【答案】 C AC

【解析】(1)在小球碰撞過程中，水平方向動量守恒，取向右為正方向，
由動量守恒定律得：

在碰撞過程中機械能守恒：

聯立解得：

要碰后入射小球的速度，則有，即，為了使兩球發生正碰，兩小球的半徑相同，即，選C.

(2)P為碰前入射小球落點的平均位置，M為碰后入射小球的位置，N為碰后被碰小球的位置，小球離開軌道后做平拋運動，運動時間，即平拋運動的時間相同，碰撞前入射小球的速度，碰撞后入射小球的速度，碰撞后被碰小球的速度，若，則表明通過該實驗驗證了兩球碰撞過程中動量守恒，將三個速度代入得： ，故需要測量的工具有刻度尺和天平，故選AC；
(3)由(2)可知，實驗需要驗證的表達式為：

故答案為：(1). C (2). AC (3).