Question

【題目】如圖所示為驗證動量守恒的實驗裝置示意圖．

若入射小球質量為，半徑為；被碰小球質量為，半徑為則______

A.

C.

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

游標卡尺

天平

彈簧秤

秒表

設入射小球的質量為，被碰小球的質量為為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; ;

【解析】

（1）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；

（2）兩球做平拋運動，由于高度相等，則平拋的時間相等，水平位移與初速度成正比，把平拋的時間作為時間單位，小球的水平位移可替代平拋運動的初速度。將需要驗證的關系速度用水平位移替代。

（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m1v02=m1v12+m2v22
解得v1=v0
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v1＝；碰撞后入射小球的速度v2＝ ；碰撞后被碰小球的速度v3＝；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，代入數據得：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）若關系式m1 =m1+m2成立，即表示碰撞中動量守恒．