Question

【題目】某學習興趣小組的同學為了驗證動量守恒定律，分別用如下圖的三種實驗實驗裝置進行實驗探究，圖中斜槽末端均水平。

(1)用圖甲和圖乙所示裝置進行實驗時，若入射小球質量為m1，半徑為r1；被碰小球質量為m2，半徑為r2，則_________

A. B. C. D.

(2)用圖甲所示裝置進行實驗，入射小球與被碰小球均為彈性小球，第一次實驗小球的落點位置如圖用所標示的字母所示，第二次實驗將兩小球的質量改為相等，則碰撞后入射小球的位置位于_________，被碰小球位置位于___________。

(3)在用圖乙所示裝置進行實驗時(P為碰前入射小球落點的平均位置)，設入射小球的質量為m1，被碰小球的質量為m2，所得“驗證動量守恒定律”的結論為(用裝置圖中的字母表示)____________。

(4)用如圖丙所示裝置驗證動量守恒定律，用輕貢細線將小球1懸掛于0點，使小球1的球心到懸點0的距離為L，被碰小球2放在光滑的水平桌面上的B點.將小球1從右方的A點(OA與豎直方向的夾角為α)由靜止釋放，擺到最低點時恰與小球2發生正碰，碰撞后，小球1繼續向左運動到C點，小球2落到水平地面上到桌面邊緣水平距離為x的D點。實驗中已經測得上述物理量中的a、L、x，為了驗證兩球碰撞過程動量守恒，已知小球1的質量m1，小球2的質量m2，還應該測量的物理量有____________。

Answer 1

【答案】 C 斜槽末端 P點 桌面高度h，OC與豎直方向的夾角β

【解析】(1)為保證兩球發生對心正碰，兩球的半徑應相等，為防止碰撞后入射球反彈，入射球的質量應大于被碰球的質量，故選C；

(2)用圖甲所示裝置進行實驗，入射小球與被碰小球均為彈性小球，第一次實驗小球的落點位置如圖用所標示的字母所示，第二次實驗將兩小球的質量改為相等，則碰撞后入射小球的位置位于斜槽末端，被碰小球位置位于P點；

(3)小球離開軌道后做平拋運動，由得小球做平拋運動的時間，由于小球做平拋運動時拋出點的高度h相同，則它們在空中的運動時間t相等,驗證碰撞中的動量守恒，需要驗證：，則有，由圖乙所示可知,需要驗證：，

(4) 驗證兩球碰撞過程動量守恒，即，即測碰撞后小球1和小球2 的速度，小球1做圓周運動，只要測OC與豎直方向的夾角β和繩子長度L，根據機械能守恒求出測碰撞后小球1 的速度，小球2做平拋運動，只要測桌面高度h和水平地面上到桌面邊緣水平距離可求出碰撞后小球2 的速度，所以還應該測量的物理量有桌面高度h，OC與豎直方向的夾角β。