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，半徑為；被碰小球質量為，半徑為，則______

A.,
B.,

C.,
D.,

（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）實驗中必需要求的條件是_______

A.斜槽必須是光滑的

B.斜槽末端的切線必須水平

C.與的球心在碰撞瞬間必須在同一高度

D.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.小球的質量和

B.小球起始高度

C.小球半徑和

D.小球起飛的時間

E.桌面離地面的高度

F.小球飛出的水平距離

（5）設入射小球的質量，被碰小球質量為，P為被碰前入射小球落點的平均位置，則關系式_________________（用、及圖中字母表示)成立，即表示碰撞中動量守恒.

Answer 1

【答案】 C AC BCD AF

【解析】（1）在小球碰撞過程中動量守恒：m1v0=m1v1+m2v2，
在碰撞過程中動能守恒故有： m1v02=m1v12+m2v22，解得
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，碰撞后入射小球的速度： ，碰撞后被碰小球的速度： ，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，整理得：m1OP=m1OM+m2ON，故需要測量的工具有刻度尺和天平．故選AC.
（3）驗證動量守恒定律實驗，斜槽軌道不必要光滑，故A錯誤，為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B正確；兩球的球心在碰撞瞬間必須在同一高度，以保證正碰，選項C正確；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D正確；故選BCD．
（4）根據（2）的解答可知，實驗中必須測量的物理量是：小球的質量m1和m2；小球飛出的水平距離；故選AF.

（5）根據（2）的解答可知，表達式為：m1OP=m1OM+m2ON；