Question

【題目】如圖所示，用“碰撞實驗器”可以驗證動量守恒定律，即驗證兩個小球在水平軌道末端碰撞前后的動量守恒．入射小球質量為m1 ， 被碰小球質量為m2 ， O點是小球拋出點在水平地面上的投影．實驗時，先讓入射小球m1多次從傾斜軌道上S位置靜止釋放，找到其平均落地點的位置，并記下此位置距O點的距離；然后把被碰小球m2靜置于水平軌道末端，再將入射小球m1從傾斜軌道上S位置靜止釋放，與小球m2相撞，多次重復此過程，并分別找到它們平均落點的位置距O點的距離．則下列說法正確的是（ ）

A.實驗中要求兩小球半徑相等，且滿足m1＜m2
B.實驗中要求傾斜軌道必須光滑
C.如果等式m1x2=m1x1+m2x3成立，可驗證兩小球碰撞過程動量守恒
D.如果等式m1x3=m1x1+m2x2成立，可驗證兩小球碰撞過程動量守恒

Answer 1

【答案】C
【解析】解：A、實驗中要求兩小球半徑相等，且為了防止出現入射球反彈，入射球的質量要大于被碰球的質量，即m1＞m2，故A錯誤；

B、實驗中要求傾斜軌道不需要光滑，只要每次從同一點由靜止滑下即可，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同，它們在空中的運動時間t相等，

它們的水平位移x與其初速度成正比，可以用小球的水平位移代替小球的初速度，

若兩球相碰前后的動量守恒，則有：m1v0=m1v1+m2v2，又x2=v0t，x1=v1t，x3=v2t，

代入得：m1x2=m1x1+m2x3，故C正確D錯誤．

故選：C．

為了保證碰撞前后使入射小球的速度方向不變，故必須使入射小球的質量大于被碰小球的質量．為了使兩球發生正碰，兩小球的半徑相同，由于兩球從同一高度下落，故下落時間相同，所以水平向速度之比等于兩物體水平方向位移之比，然后由動量守恒定律分析答題．