Question

【題目】如圖1所示，在“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”實(shí)驗(yàn)中，A、B兩球半徑相同。先讓質(zhì)量為m1的A球從斜槽上某一固定位置C由靜止開始滾下，從軌道末端拋出，落到位于水平地面的復(fù)寫紙上，在下面的白紙上留下痕跡。重復(fù)上述操作10次，得到10個(gè)落點(diǎn)痕跡。再把質(zhì)量為m2的B球放在水平軌道末端，讓A球仍從位置C由靜止?jié)L下，A球和B球碰撞后，分別在白紙上留下各自的落點(diǎn)痕跡，重復(fù)操作10次。M、P、N為三個(gè)落點(diǎn)的平均位置，未放B球時(shí)，A球的落點(diǎn)是P點(diǎn)，O點(diǎn)是軌道末端在記錄紙上的豎直投影點(diǎn)，如圖2所示。

（1）為了盡量減小實(shí)驗(yàn)誤差，A球碰后要沿原方向運(yùn)動(dòng)，兩個(gè)小球的質(zhì)量應(yīng)滿足m1________m2（選填“>”或“<”）。

（2）實(shí)驗(yàn)中，不容易直接測定小球碰撞前后的速度。但是，可以通過僅測量______(填選項(xiàng)前的符號)，間接地解決這個(gè)問題。

A.小球開始釋放高度h

B.小球拋出點(diǎn)距地面的高度H

C.小球做平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移

（3）關(guān)于本實(shí)驗(yàn)的條件和操作要求，下列說法正確的是________。

A.斜槽軌道必須光滑

B.斜槽軌道末端必須水平

C.B球每次的落點(diǎn)一定是重合的

D.實(shí)驗(yàn)過程中，復(fù)寫紙和白紙都可以移動(dòng)

（4）已知A、B兩個(gè)小球的質(zhì)量m1、m2，三個(gè)落點(diǎn)位置與O點(diǎn)距離分別為OM、OP、ON。在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，若滿足關(guān)系式________，則可以認(rèn)為兩球碰撞前后的總動(dòng)量守恒。

Answer 1

【答案】＞ C B

【解析】

(1)[1]碰撞過程中動(dòng)量、能量均守恒，因此有

因此有

因此要使入射小球m1碰后不被反彈，應(yīng)該滿足

(2)[2]驗(yàn)證動(dòng)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(dòng)量關(guān)系，直接測定小球碰撞前后的速度是不容易的，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律，若落地高度不變，則運(yùn)動(dòng)時(shí)間不變，因此可以用水平射程大小來體現(xiàn)水平速度大小，故需要測量水平射程，AB錯(cuò)誤，C正確；

故選C；

(3)[3]實(shí)驗(yàn)中，斜槽軌道不一定需要光滑，但是斜槽軌道末端必須水平，保證小球做平拋運(yùn)動(dòng)，實(shí)驗(yàn)中，復(fù)寫紙和白紙位置不可以移動(dòng)，B球每次的落點(diǎn)不一定是重合的，ACD錯(cuò)誤，B正確。

故選B；

(4)[4]根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)可知，落地高度相同，則運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，設(shè)落地時(shí)間為t,則

,,

而動(dòng)量守恒的表達(dá)式是

若兩球相碰前后的動(dòng)量守恒，則需要驗(yàn)證表達(dá)式

即可。