Question

【題目】如圖所示為“驗證碰撞中的動量守恒”的實驗裝置。

(1)下列說法中符合本實驗要求的是_________________.

A.軌道應當盡量光滑，以減小實驗誤差

B.每次入射球應從斜槽上同一位置由靜止釋放

C.安裝軌道時，應使軌道末端切線水平

D.需要使用的測量儀器有天平、秒表和刻度尺

E.入射小球a和被碰小球b的質量m1、m2應該滿足m1>m2

(2)實驗時，先不放b球，讓a球多次從同一位置由靜止釋放，找到平均落點放上b 球后，將a球仍從同一位置釋放并重復實驗。實驗中記錄了軌道末端在記錄紙上的豎直投影為O點，在記錄紙上找到了兩球平均落點位置為A、C,并測得三點到0點的距離分別為x1、x2和x3。若在誤差允許范圍內滿足表達式 ______________________，則可得出碰撞中動量守恒的結論。若兩球的碰撞為彈性碰撞，則還應滿足________________________ .

Answer 1

【答案】 （1）BCE （2）

【解析】（1）實驗時，軌道不一定要光滑，只要到達底端的速度相同即可，選項A錯誤；為保持入射球的初速度相等，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，故B正確；為保證小球離開軌道后做平拋運動，小球離開軌道時的速度必須水平，安裝軌道時，軌道末端必須水平，故C正確；實驗中需要測出小球質量與小球的水平位移，需要使用的測量儀器有天平和刻度尺，因不需要計時，故不需要秒表；故C錯誤；要使兩球發生對心正碰，兩球半徑應相等，為防止入射球碰撞后反彈，入射球的質量應大于靶球的質量，即：入射球比靶球質量大，入射球與靶球半徑應相等，故E錯誤；故選BC．

（2）兩球碰撞后做平拋運動，它們拋出點的高度相等，在空中的運動時間t相等，碰撞過程動量守恒，則m1v1=m1v1′+m2v2′，
兩邊同時乘以時間t得：m1v1t=m1v1′t+m2v2′t，則m1x2=m1x1+m2x3，故只要滿足m1x2=m1x1+m2x3，碰撞過程中系統動量守恒．若兩球的碰撞為彈性碰撞，則還應滿足： m1v12=m1v1′2+m2v2′2，即滿足；