Question

【題目】某學(xué)習(xí)興趣小組的同學(xué)為了驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，分別用如下圖的三種實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，圖中斜槽末端均水平。

(1)用圖甲和圖乙所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，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. B. C. D.

(2)用圖甲所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，入射小球與被碰小球均為彈性小球，第一次實(shí)驗(yàn)小球的落點(diǎn)位置如圖用所標(biāo)示的字母所示，第二次實(shí)驗(yàn)將兩小球的質(zhì)量改為相等，則碰撞后入射小球的位置位于_________，被碰小球位置位于___________。

(3)在用圖乙所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)(P為碰前入射小球落點(diǎn)的平均位置)，設(shè)入射小球的質(zhì)量為m1，被碰小球的質(zhì)量為m2，所得“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的結(jié)論為(用裝置圖中的字母表示)____________。

(4)用如圖丙所示裝置驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，用輕貢細(xì)線將小球1懸掛于0點(diǎn)，使小球1的球心到懸點(diǎn)0的距離為L，被碰小球2放在光滑的水平桌面上的B點(diǎn).將小球1從右方的A點(diǎn)(OA與豎直方向的夾角為α)由靜止釋放，擺到最低點(diǎn)時(shí)恰與小球2發(fā)生正碰，碰撞后，小球1繼續(xù)向左運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，小球2落到水平地面上到桌面邊緣水平距離為x的D點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)中已經(jīng)測(cè)得上述物理量中的a、L、x，為了驗(yàn)證兩球碰撞過(guò)程動(dòng)量守恒，已知小球1的質(zhì)量m1，小球2的質(zhì)量m2，還應(yīng)該測(cè)量的物理量有____________。

Answer 1

【答案】 C 斜槽末端 P點(diǎn) 桌面高度h，OC與豎直方向的夾角β

【解析】(1)為保證兩球發(fā)生對(duì)心正碰，兩球的半徑應(yīng)相等，為防止碰撞后入射球反彈，入射球的質(zhì)量應(yīng)大于被碰球的質(zhì)量，故選C；

(2)用圖甲所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，入射小球與被碰小球均為彈性小球，第一次實(shí)驗(yàn)小球的落點(diǎn)位置如圖用所標(biāo)示的字母所示，第二次實(shí)驗(yàn)將兩小球的質(zhì)量改為相等，則碰撞后入射小球的位置位于斜槽末端，被碰小球位置位于P點(diǎn)；

(3)小球離開(kāi)軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)，由得小球做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，由于小球做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)拋出點(diǎn)的高度h相同，則它們?cè)诳罩械倪\(yùn)動(dòng)時(shí)間t相等,驗(yàn)證碰撞中的動(dòng)量守恒，需要驗(yàn)證：，則有，由圖乙所示可知,需要驗(yàn)證：，

(4) 驗(yàn)證兩球碰撞過(guò)程動(dòng)量守恒，即，即測(cè)碰撞后小球1和小球2 的速度，小球1做圓周運(yùn)動(dòng)，只要測(cè)OC與豎直方向的夾角β和繩子長(zhǎng)度L，根據(jù)機(jī)械能守恒求出測(cè)碰撞后小球1 的速度，小球2做平拋運(yùn)動(dòng)，只要測(cè)桌面高度h和水平地面上到桌面邊緣水平距離可求出碰撞后小球2 的速度，所以還應(yīng)該測(cè)量的物理量有桌面高度h，OC與豎直方向的夾角β。