Question

【題目】兩位同學用如圖所示裝置，通過半徑相同的A、B兩球的碰撞來驗證動量守恒定律．

①實驗中必須滿足的條件是_____．

A．斜槽軌道盡量光滑以減小誤差

B．斜槽軌道末端的切線必須水平

C．入射球A每次必須從軌道的同一位置由靜止滾下

D．兩球的質量必須相等

②測量所得入射球A的質量為mA，被碰撞小球B的質量為mB，圖甲中O點是小球拋出點在水平地面上的垂直投影，實驗時，先讓入射球A從斜軌上的起始位置由靜止釋放，找到其平均落點的位置P，測得平拋射程為OP；再將入射球A從斜軌上起始位置由靜止釋放，與小球B相撞，分別找到球A和球B相撞后的平均落點M、N，測得平拋射程分別為OM和ON．當所測物理量滿足表達式___________________________時，即說明兩球碰撞中動量守恒；如果滿足表達式______________________________時，則說明兩球的碰撞為彈性碰撞．

Answer 1

【答案】 BC mAOP=mAOM+mBON mAOP2=mAOM2+mBON2

【解析】①A、“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C正確；

D、為了使小球碰后不被反彈，要求入射小球質量大于被碰小球質量，故D錯誤；

故選：BC。

②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mAv0=mAv1+mBv2,又OP=v0t,OM=v1t,ON=v2t,代入得：mAOP=mAOM+mBON，

若碰撞是彈性碰撞,則機械能守恒,由機械能守恒定律得： ，

將OP=v0t,OM=v1t,ON=v2t代入得：mAOP2=mAOM2+mBON2。