Question

【題目】如圖，用“碰撞實(shí)驗(yàn)器”可以驗(yàn)證動量守恒定律，即研究兩個(gè)小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關(guān)系。

(1)圖中O點(diǎn)是小球拋出點(diǎn)在地面上的垂直投影。實(shí)驗(yàn)時(shí)，先讓入射球m1多次從斜軌上S位置靜止釋放，找到其平均落地點(diǎn)的位置P，測量平拋射程。然后，把被碰小球m2靜置于軌道的水平部分，再將入射球m1從斜軌上S位置靜止釋放，與小球m2相碰，并多次重復(fù)。接下來要完成的必要步驟是_______________填選項(xiàng)前的符號）。

A．用天平測量兩個(gè)小球的質(zhì)量m1、m2

B．測量小球m1開始釋放高度h

釋放，與小球m2相碰，并多次重復(fù)。

C．測量拋出點(diǎn)距地面的高度H

D．分別找到m1、m2相碰后平均落地點(diǎn)的位置M、N

E．測量平拋射程，

(2) 若入射小球質(zhì)量為m1，半徑為r1，被碰小球質(zhì)量為m2，半徑為r2則_____

A.m1>m2，r1>r2 B. m1>m2，r1<r2

C. m1>m2，r1=r2 D. m1<m2，r1=r2

(3)若兩球相碰前后的動量守恒，其表達(dá)式可表示為______________（用(1)中測量的量表示）

Answer 1

【答案】(1) ADE(2) C(3)

【解析】

（1）要驗(yàn)證動量守恒定律定律，即驗(yàn)證：，小球離開軌道后做平拋運(yùn)動，它們拋出點(diǎn)的高度相等，在空中的運(yùn)動時(shí)間t相等，上式兩邊同時(shí)乘以t得：，得，因此實(shí)驗(yàn)需要過程為：測量兩球的質(zhì)量、確定落點(diǎn)從而確定小球的水平位移，故選：ADE；

（2）驗(yàn)證動量守恒定律實(shí)驗(yàn)中，即研究兩個(gè)小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關(guān)系，為保證碰撞在水平方向上，兩個(gè)小球的球心的高度要相等，即兩個(gè)小球的半徑要相等；同時(shí)，為保證入碰小球不反彈，需要入碰小球的質(zhì)量大于被碰小球的質(zhì)量，即，C正確．

（3）由（1）可知，實(shí)驗(yàn)需要驗(yàn)證．