Question

12．在“探究碰撞中的不變量”實驗中，裝置如圖所示，兩個小球的質(zhì)量分別為m_A和m_B．
（1）現(xiàn)有下列器材，為完成本實驗，哪些是必需的？請將這些器材前面的字母填在橫線上BCD．
A．秒表  B．刻度尺
C．天平  D．圓規(guī)
（2）如果碰撞中動量守恒，根據(jù)圖中各點間的距離，則下列式子可能成立的有A．
A.$\frac{{m}_{A}}{{m}_{B}}$=$\frac{ON}{MP}$  B.$\frac{{m}_{A}}{{m}_{B}}$=$\frac{OM}{MP}$
C.$\frac{{m}_{A}}{{m}_{B}}$=$\frac{OP}{MN}$  D.$\frac{{m}_{A}}{{m}_{B}}$=$\frac{OM}{MN}$．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)動量守恒定律的實驗原理分析需要的儀器；
（2）實驗要驗證兩個小球系統(tǒng)碰撞過程動量守恒，即要驗證m₁v₁=m₁v₁′+m₂v₂，可以通過平拋運動將速度的測量轉(zhuǎn)化為水平射程的測量；

解答 解：（1）在該實驗中需要測量小球的質(zhì)量以及小球的水平位移，需要的測量儀器是天平、刻度尺．為了準(zhǔn)確找出落點需要用到圓規(guī)；因為利用了平拋原理，故不需用到秒表；故選：BCD；
（2）兩球碰撞后，小球做平拋運動，由于小球拋出點的高度相等，
它們在空中做平拋運動的時間t相等，小球做平拋運動的初速度：
v_A=$\frac{OP}{t}$，v_A′=$\frac{OM}{t}$，v_B′=$\frac{ON}{t}$，
由動量守恒定律得：m_Av_A=m_Av_A′+m_Bv_B′，
則m_A$\frac{OP}{t}$=m_A$\frac{OM}{t}$+m_B$\frac{ON}{t}$，
$\frac{{m}_{A}}{{m}_{B}}$=$\frac{ON}{OP-OM}$=$\frac{ON}{MP}$，故A正確；
故選：A．
故答案為：（1）BCD；（2）A

點評 對于驗證動量守恒定律的實驗，實驗注意事項包括：（1）前提條件：保證碰撞是一維的，即保證兩物體在碰撞之前沿同一直線運動，碰撞之后還沿這條直線運動．（2）利用斜槽進(jìn)行實驗，入射球質(zhì)量要大于被碰球質(zhì)量，即m₁＞m₂，防止碰后m₁被反彈．