Question

【題目】“碰撞中的動量守恒”實驗裝置如圖甲所示，讓質(zhì)量為m1的小球A從斜槽上的某一位置自由滾下，與靜止在支柱上質(zhì)量為m2的小球B發(fā)生對心碰撞.

（1）安裝軌道時，要求軌道末端____________.

（2）兩小球的質(zhì)量應(yīng)滿足m1____________m2

（3）用游標卡尺測小球直徑時的讀數(shù)如圖乙所示，則小球的直徑d=___________cm.

（4）實驗中還應(yīng)測量的物理量是_______

A．兩小球的質(zhì)量m1和m2

B．小球A的初始高度h

C．軌道末端切線離地面的高度H

D．兩小球平拋運動的時間t

E．球A單獨滾下時的落地點P與O點距離SOP

F．碰后A、B兩小球的落地點M、N與O點距離SOM和SON

（5）若碰撞中動量守恒，根據(jù)圖中各點間的距離，下列式子可能成立的是_______

A． B．

C． D．

（6）若碰撞為彈性碰撞，除動量守恒外，還需滿足的關(guān)系式是________.（用所測物理量的字符表示）

Answer 1

【答案】切線水平 > 1.04 AEF B

【解析】

（1）[1]為了保證每次小球都做平拋運動，則需要軌道的末端切線水平.

（2）[2]驗證碰撞中的動量守恒實驗，為防止入射球反彈，入射球的質(zhì)量應(yīng)大于被碰球的質(zhì)量，即m1>m2.

（3）[3]游標卡尺的游標是10分度的，其精確度為0.1mm，則圖示讀數(shù)為：10mm+4×0.1mm=10.4mm=1.04cm.

（4）[4]小球離開軌道后做平拋運動，它們拋出點的高度相同，在空中的運動時間t相等，兩球碰撞動量守恒，有：

，

兩邊同時乘以時間t，則

，

根據(jù)落點可化簡為：

，

則實驗還需要測出：兩小球的質(zhì)量m1和m2；球A單獨滾下時的落地點P與O點距離SOP

F；碰后A、B兩小球的落地點M、N與O點距離SOM和SON；故填AEF.

（5）[5]根據(jù)動量守恒：

移項化簡有：

，

即：

.

故填B.

（6）[6]若兩球為彈性碰撞，滿足機械能守恒：

速度用平拋的水平位移代換后，可得：

.