Question

11．某物理實驗小組的同學安裝“驗證動量守恒定律”的實驗裝置如圖1所示．讓質量為m₁的小球從斜面上某處自由滾下與靜止在支柱上質量為m₂的小球發(fā)生對心碰撞，則：

（1）下列關于實驗的說法正確的是AC．
A．軌道末端的切線必須是水平的
B．斜槽軌道必須光滑
C．入射球m₁每次必須從同一高度滾下
D．應滿足入射球m₁質量小于被碰小球m₂
（2）在實驗中，根據(jù)小球的落點情況，該同學測量出OP、OM、ON、O'P、O'M、O'N的長度，用以上數(shù)據(jù)合理地寫出驗證動量守恒的關系式為m₁•OP=m₁•OM+m₂•O′N．
（3）在實驗中，用20分度的游標卡尺測得兩球的直徑相等，讀數(shù)部分如圖2所示，則小球的直徑為11.55mmmm．

Answer 1

分析 （1）驗證碰撞過程中的動量守恒實驗，入射球的質量應大于被碰球的質量．在做“驗證動量守恒定律”的實驗中，是通過平拋運動的基本規(guī)律求解碰撞前后的速度的，所以要保證每次小球都做平拋運動，則軌道的末端必須水平．
（2）應用動量守恒定律根據(jù)圖示求出需要驗證的表達式，然后分析答題．；
（3）游標卡尺的讀法，先確定分度數(shù)，從而確定精確度，進行讀數(shù)；

解答 解：（1）A、要保證每次小球都做平拋運動，則軌道的末端必須水平，故A正確；
B、“驗證動量守恒定律”的實驗中，是通過平拋運動的基本規(guī)律求解碰撞前后的速度的，只要離開軌道后做平拋運動，對斜槽是否光滑沒有要求，故B錯誤；
C、要保證碰撞前的速度相同，所以入射球每次都要從同一高度由靜止?jié)L下，故C正確；
D、為防止碰后m₁被反彈，入射球質量要大于被碰球質量，即m₁＞m₂，故D錯誤．
故選：AC．
（2）小球粒子軌道后做平拋運動，它們拋出點的高度相同，在空中的運動時間t相等，m₁v₁=m₁v₁′+m₂v₂′，
兩邊同時乘以時間t，則有：m₁v₁t=m₁v₁′t+m₂v₂′t，
m₁•OP=m₁•OM+m₂•O′N，
（3）游標卡尺是20分度的卡尺，其精確度為0.05mm，每格的長度為0.95mm，
則圖示讀數(shù)為：22mm-11×0.95mm=11.55mm；
故答案為：（1）AC 
（2）m₁•OP=m₁•OM+m₂•O′N  
（3）11.55mm

點評 本題考查了實驗注意事項、實驗數(shù)據(jù)分析，知道實驗原理、實驗注意事項、應用動量守恒定律即可正確解題；實驗注意事項：（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）利用斜槽進行實驗，入射球質量要大于被碰球質量，即m₁＞m₂，防止碰后m₁被反彈