Question

【題目】用半徑相同的小球1和小球2的碰撞驗證動量守恒定律，實驗裝置如圖所示，斜槽與水平槽圓滑連接。安裝好實驗裝置，在地上鋪一張白紙，白紙上鋪放復寫紙，記下重錘線所指的位置O。在做“驗證動量守恒定律”的實驗時

（1）實驗必須滿足的條件是______。

A．斜槽軌道必須是光滑的

B．斜槽軌道末端的切線是水平的

C．入射球每次都要從同一高度由靜止釋放

D．實驗過程中，白紙可以移動，復寫紙不能移動

（2）入射小球質量為，被碰小球質量為，兩小球的質量應滿足m1_____m2。(選填“大于”“小于”或“等于”)

（3）實驗中要完成的必要步驟是____________________（填選項前的字母）。

A．用天平測量兩個小球的質量m1、m2

B．測量拋出點距地面的高度H

C．用秒表測出小球做平拋運動的時間t

D．分別確定m1碰撞前后落地點的位置和m2碰后的落地點P、M、N，并用刻度尺測出水平射程OP、OM、ON。

（4）若所測物理量滿足表達式____________________________則可判定兩個小球相碰前后動量守恒。

（5）若碰撞是彈性碰撞，那么所測物理量還應該滿足的表達式為___________________。

（6）一個運動的球與一個靜止的球碰撞，如果碰撞之前球的運動速度與兩球心的連線不在同一條直線上，碰撞之后兩球的速度都會偏離原來兩球心的連線。這種碰撞稱為非對心碰撞。如圖A 球以速度v1與同樣質量且處于靜止的 B 球發生彈性碰撞。某同學判斷碰后兩個球的運動方向一定垂直。你同意他的判斷嗎？說出你的理由。

Answer 1

【答案】 BC AD 同意 只有垂直才滿足即滿足動能守恒

【解析】（1）斜槽的粗糙與光滑不影響實驗的效果，只要到達底端時速度相同即行．故A錯誤；斜槽軌道末端必須水平，保證小球碰撞前速度水平．故B正確；小球每次從斜槽上相同的位置自由滾下，使得小球與另一小球碰撞前的速度不變．故C正確；實驗過程中，白紙不可以移動．故D錯誤．故選BC．
（2）根據動量守恒定律可知若入射小球的質量小于被碰球的質量，則入射小球可能被碰回，所以入射球質量必須大于被碰球質量，m1>m2．

（3）（4）本實驗除需測量線段OM、OP、ON的長度外，還需要測量的物理量是兩小球的質量，因為可以通過水平位移代表速度的大小，所以不必測量AB的高度和B點離地面的高度．因為平拋運動的時間相等，則水平位移可以代表速度，OP是A球不與B球碰撞平拋運動的位移，該位移可以代表A球碰撞前的速度，OM是A球碰撞后平拋運動的位移，該位移可以代表碰撞后A球的速度，ON是碰撞后B球的水平位移，該位移可以代表碰撞后B球的速度，故選AD.當所測物理量滿足表達式m1OP=m1OM+m2ON，說明兩球碰撞遵守動量守恒定律.

（5）若碰撞是彈性碰撞，那么所測物理量還應該滿足的表達式為： 即m1OP2=m1OM2+m2ON2，即m1OP2=m1OM2+m2ON2；

（6）同意；因為只有兩球的速度垂直時，才滿足 ，即滿足動能守恒.