Question

【題目】如圖所示為某同學設計的一種探究動量守恒定律的實驗裝置和原理圖。長木板固定在水平桌面上，一端伸出桌面，另一端裝有豎直擋板，輕彈簣的一端固定在豎直擋板上，另一端被入射小球從自然長度位置A點壓縮至B點，釋放小球，小球沿木板從右端水平拋出，落在水平地面上的記錄紙上，重復10次，確定小球的落點位置；再把被碰小球放在木板的右邊緣處，重復上述實驗10次，在記錄紙上分別確定入射小球和被碰小球的落點位置。

(1)關于實驗的要點，下列說法正確的是___________。

A.入射小球的質量必須大于被碰小球的質量

B.入射小球的半徑必須與被碰小球的半徑相同

C.長木板必須盡可能地光滑

D.用重錘線的目的是為了確定板的右端在地面的投影位置

E.實驗重復10次，是為了從小球的落地點中找出一個最清晰的點作為最終落地點

(2)入射小球前后兩次的落地位置分別為原理圖中的___________兩點；若入射球的質量為m1，被碰小球的質量為m2，則實驗需要驗證的表達式為________________。(用圖中字母表示)

Answer 1

【答案】ABD Q 、P

【解析】

（1）根據實驗的原理及注意事項分析各個選項；

（2）實驗要驗證兩個小球系統碰撞過程動量守恒，即要驗證m1v1=m1v1′+m2v2，可以通過平拋運動將速度的測量轉化為水平射程的測量；

（1）A.為了保證碰撞后兩球都能從槽口飛出，入射小球的質量應該大于被碰小球的質量，選項A正確；

B.為保證兩球發生正碰，兩球的半徑必須相同，選項B正確；

C.長木板不需要光滑，只要保持每次彈簧的壓縮量相同，每次入射球與被碰球碰前的速度相同，選項C錯誤；

D.用重錘線的目的是為了確定板的右端在地面的投影的位置，以便準確測出小球平拋的水平位移，選項D正確；

E.實驗重復10次，是為了從小球的落地點中找出小球落地點的中心位置，減小實驗的誤差，選項E錯誤；

故選ABD.

（2）入射小球前后兩次的落地點位置分別為圖中的Q、P兩點；兩球碰撞后做平拋運動，它們拋出點的高度相等，在空中的運動時間t相等，碰撞過程動量守恒，則有：m1v2=m1v1+m2v3
兩邊乘以t即為：。即實驗需要驗證的表達式為：.