Question

【題目】在“驗證動量守恒定律”的實驗中，一般采用如圖所示的裝置：

(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)以下所提供的測量工具中必需的是_____。

A.刻度尺 B.游標卡尺 C.天平 D.彈簧測力計 E.秒表

(3)在做實驗時，對實驗要求，以下說法正確的是__。

A.斜槽軌道必須是光滑的

B.斜槽軌道末端的切線是水平的

C.入射球每次都要從同一高度由靜止滾下

D.釋放點越高，兩球碰后水平位移越大，水平位移測量的相對誤差越小，兩球速度的測量越準確

(4)設入射小球的質量為，被碰小球的質量為，則在用如圖所示裝置進行實驗時（為碰前入射小球落點的平均位置），所得“驗證動量守恒定律”的表達式為_______。 （用裝置圖中的字母表示）

Answer 1

【答案】C AC BCD

【解析】

（1）[1]在小球碰撞過程中水平方向動量守恒定律，則有

在碰撞過程中能量守恒，則有

解得

要碰后入射小球的速度，則有

解得；為了使兩球發生正碰，兩小球的半徑相同，即，故C正確，ABD錯誤。

故選C。

（2）[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，根平拋運動的規律，則可得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

若滿足表達式

則表明通過該實驗驗證了兩球碰撞過程中動量守恒，整理得

故需要測量的工具有刻度尺和天平，故AC需要，BDE不需要。

選AC。

（3）[3] AB．驗證動量守恒定律實驗，必須保證斜槽軌道末端切線水平，斜槽軌道不必要光滑，故A錯誤，B正確；

C．為保證球的初速度相等，入射球每次都要從同一高度由靜止滾下，故C正確；

D．為保證兩球發生對心正碰，碰撞后兩球做平拋運動，碰撞的瞬間，入射球與被碰球的球心連線與軌道末端的切線平行，故D正確。

故選BCD。

（4）[4]根據（2）的解答可知，表達式為