Question

【題目】某同學用如圖所示裝置來探究碰撞中動量是否守恒，讓質量為m1的入射小球A從斜槽某處由靜止開始滾下，與靜止在斜槽末端質量為m2的被碰小球B發生碰撞．

（1）實驗中必須要求的條件是______

A．斜槽必須是光滑的

B．斜槽末端的切線必須水平

C．槽口離地的高度

D．A與B的球心在碰撞瞬間必須在同一高度

（2）兩小球的質量應滿足m1______m2（填>、<或=）

（3）正確操作后，M、P、N是得到的三個平均落點，圖中的O點是水平槽末端在記錄紙上的垂直投影點．兩球落點痕跡如圖所示，其中米尺水平放置，且平行于運動軌跡所在平面，米尺的零點與O點對齊．

①若A、B兩球的質量比mA:mB=5:1，測得OP=42.1cm，OM=30.0cm，ON=60.1cm則在實驗誤差范圍內A、B碰撞過程中動量______（填“守恒”或“不守恒”）；

②若已知槽口末端離地高h=0.45m，則碰撞后A球落地時的速度為______m/s（取g=10m/s2）．

Answer 1

【答案】 (1)BD (2)> (3)①守恒 ②

【解析】（1）實驗中為了保證碰后做平拋運動，所以要求斜槽末端的切線必須水平，為了保證碰撞前后小球在一條直線上，所以要求A與B的球心在碰撞瞬間必須在同一高度，故選BD；

（2）為了防止碰撞過程中小球反彈，則兩小球的質量應滿足m1>m2

（3）①由于碰撞前后都做平拋運動，下落高度一樣，所以水平方向上運動時間一樣，則水平位移與平拋初速度成正比，則可以用水平位移代替速度來驗證，

根據數據得： ，所以碰撞過程動量守恒；

②若已知槽口末端離地高h=0.45m，根據平拋運動可知：

水平方向：

豎直方向：

解得：

則碰撞后A球落地時的速度為

故本題答案是： (1)BD (2). > (3).①守恒. ②