Question

【題目】用如圖所示的實驗裝置可以驗證動量守恒定律,即研究兩個小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關系,地面水平,圖中O點是小球拋出點在地面上的垂直投影,實驗時,用天平測量兩個小球的質量m1、m2 ,先讓人射球1多次從斜軌上S位置靜止釋放,找到其平均落地點的位置P ,測量平拋射程OP ,然后，把被碰小球2靜置于軌道的水平部分，再將入射球1從斜軌S位置靜止釋放,與小球2相撞,并多次重復,分別找到球1、球2相碰后平均落地點的位置M、N,測量平拋射程OM、ON。

①關于本實驗下列說法正確的是__________.

A.入射球1的質量應比被碰小球2質量大

B.小球與斜槽間的摩擦對實驗有影響

C.人射球1必須從同一高度釋放

D.兩小球的半徑可以不同

②若兩球相碰前后的動量守恒,其表達式可表示為_______________(用題中測量的量表示)

③若兩個小球質量均未知,只知道m1>m2,則只需驗證表達式_________成立， 可證明發生的碰撞是彈性碰撞。(用題中測量的量表示)

Answer 1

【答案】AC

【解析】

(1)[1]A．為保證入射小球不反彈，入射小球的質量應比被碰小球質量大，故A正確；

B．被碰小球碰撞前后的時間僅由下落高度決定，兩球下落高度相同，時間相同，所以水平速度可以用水平位移數值表示即可，小球與斜槽間的摩擦對實驗沒有影響，故B錯誤；

C．小球離開軌道后做平拋運動，由于小球拋出點的高度相等，它們在空中的運動時間相等，小球的水平位移與小球的初速度成正比，所以入射球必須從同一高度釋放．故C正確；

D．由于是一維碰撞，所以兩球的半徑相同，否則就不是對心碰撞，驗證起來要困難得多，故D錯誤。

故選AC。

(2)[2]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

解得

(3)[3]由動量守恒和能量守恒有

聯立解得