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m1 ， 半徑為r1；被碰小球質量為m2 ， 半徑為r2 ， 則
A.m1＞m2 ， r1＞r2
B.m1＞m2 ， r1＜r2
C.m1＞m2 ， r1=r2
D.m1＜m2 ， r1=r2
（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）實驗中必須要求的條件是 ．
A.斜槽必須是光滑的
B.斜槽末端的切線必須水平
C.m1與m2的球心在碰撞瞬間必須在同一高度
D.m1每次必須從同一高度處滾下
（4）實驗中必須測量的物理量是 ．
A.小球的質量m1和m2
B.小球起始高度h
C.小球半徑r1和r2
D.小球起飛的時間t
E.桌面離地面的高度H
F.小球飛出的水平距離s
（5）設入射小球的質量為m1 ， 被碰小球的質量為m2 ， P為碰前入射小球落點的平均位置，則關系式（用m1、m2 ， 及圖中字母表示）成立，即表示碰撞中動量守恒．

Answer 1

【答案】
（1）C
（2）A,C
（3）B,C,D
（4）A,F
（5）m1 =m1 +m2
【解析】解：（1）在小球碰撞過程中水平方向動量守恒定律故有：m1v0=m1v1+m2v2

在碰撞過程中動能守恒故有：

解得：v1=

要碰后入射小球的速度v1＞0，即m1﹣m2＞0，

m1＞m2，

為了使兩球發生正碰，兩小球的半徑相同，r1=r2

故選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，

碰撞前入射小球的速度為：

碰撞后入射小球的速度為：

碰撞后被碰小球的速度為： ．

若m1v1=m2v3+m1v2則表明通過該實驗驗證了兩球碰撞過程中動量守恒，帶入數據得：

m1 =m1 +m2

所以需要測量質量和水平位移，用到的儀器是直尺、天平．故選：AC（3）A、“驗證動量守恒定律”的實驗中，是通過平拋運動的基本規律求解碰撞前后的速度的，只要離開軌道后做平拋運動，對斜槽是否光滑沒有要求，故A錯誤；

B、要保證每次小球都做平拋運動，則軌道的末端必須水平，故B正確；

C、要保證碰撞后都做平拋運動，兩球要發生正碰，碰撞的瞬間，入射球與被碰球的球心應在同一水平高度，兩球心的連線應與軌道末端的切線平行，因此兩球半徑應該相同，故C正確．

D、要保證碰撞前的速度相同，所以入射球每次都要從同一高度由靜止滾下，故D正確；

故選：BCD；（4）由（2）中分析可知，實驗中必須測量質量和水平位移，故選：AF；（5）由（2）中的分析可知，實驗中需驗證的表達式為：m1 =m1 +m2

所以答案是：（1）C（2）AC（3）BCD；（4）AF；（5）m1 =m1 +m2