Question

【題目】如圖所示“為探究碰撞中的不變量”的實驗裝置示意圖。

(1)因為下落高度相同的平拋小球(不計空氣阻力)的飛行時間______，所以我們在實驗中可以用平拋時間作為時間單位。

(2)本實驗中，實驗必須要求的條件是____

A．斜槽軌道必須是光滑的
B．斜槽軌道末端點的切線是水平的

C．入射小球每次都從斜槽上的同一位置無初速釋放
D．入射球與被碰球滿足ma>mb，ra＝rb

(3)圖中M、P、N分別為入射球與被碰球對應的落點的平均位置，要驗證的關系是_____

A．ma·ON＝ma·OP＋mb·OM
B．ma·OP＝ma·ON＋mb·OM

C．ma·OP＝ma·OM＋mb·ON
D．ma·OM＝ma·OP＋mb·ON

Answer 1

【答案】 相同 BCD C

【解析】（1）小球碰撞后做平拋運動，小球做平拋運動的高度相同，小球做平拋運動的飛行時間t相同，所以我們在“碰撞中的動量守恒”實驗中可以用平拋時間作為時間單位．
（2）在同一組實驗的不同碰撞中，每次入射球必須從同一高度由靜止釋放，保證碰前的速度相同即可，斜槽軌道是否光滑對實驗的結果沒有影響，故A錯誤．為了保證小球做平拋運動，安裝軌道時，軌道末端必須水平，故B正確．在同一組實驗的不同碰撞中，每次入射球必須從同一高度由靜止釋放，保證碰前的速度相同，故C正確．為了保證入射小球不反彈，則入射小球的質量大于被碰小球的質量；為了發生對心碰撞，兩球的直徑需相同，故D正確．故選BCD．
（3）碰撞過程中，如果水平方向動量守恒，由動量守恒定律得：m1v1=m1v1′+m2v2，小球做平拋運動時拋出點的高度相等，它們在空中的運動時間t相等，兩邊同時乘以時間t，mav1t=mav1′t+mbv2t，即maOP=maOM+mbON；故選C.