Question

【題目】如圖所示為“驗證碰撞中的動量守恒”的裝置示意圖．

(1)設小球A的質量為mA，小球B的質量為mB，為保證實驗成功，必須滿足mA________(選填“大于”“等于”或“小于”)mB.

(2)下列說法中符合本實驗要求的是________．(選填選項前面的字母)

A．加速的斜槽軌道必須光滑

B．在同一組實驗的不同碰撞中，每次入射球必須從同一高度由靜止釋放

C．安裝軌道時，軌道末端必須水平D．需要使用的測量儀器有天平、刻度尺和秒表

(3)實驗中小球的落點情況如圖所示，P為不放B球時將A球從斜槽某一高度靜止釋放后A球的落點，M、N分別為A球從同一高度靜止釋放到達斜槽水平端與B球相碰后A、B球落點，現已測得O到M、P、N的距離分別為s1、s2、s3，若關系式________成立，則驗證了A、B相碰動量守恒．

Answer 1

【答案】大于 BC mAs2=mAs1+mBs3

【解析】

A球和B球相撞后，B球的速度增大，A球的速度減小，都做平拋運動，豎直高度相同，所以水平方向，B球在A球的前面，所以碰撞前A球的落地點是P點，碰撞后A球的落地點是M點，B球的落地點是N點，根據平拋運動的基本公式求解碰撞前后小球的速度，然后驗證動量是否守恒即可．

（1）為了防止A球反彈，入射球的質量必須大于被碰球的質量．
（2）只要每次加速的環境完全相同即可，不需加速軌道光滑，故A錯誤；為了保證小球每次平拋的初速度相同，每次入射小球必須從同一高度由靜止釋放，故B正確；為了使小球做平拋運動，軌道末端必須水平，故C正確；本實驗中不需要測量時間，故測量儀器不需要秒表，故D錯誤．故選BC.
（3）由動量守恒定律，mAv2=mAv1+mBv3，三次平拋運動的時間t相同，則mAv2t=mAv1t+mBv3t，即mAs2=mAs1+mBs3．