Question

【題目】“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”驗(yàn)裝置如圖所示．讓質(zhì)量為m1的小球從斜面上某處自由滾下與靜止的質(zhì)量為m2的小球發(fā)生對(duì)心碰撞，則：

(l)兩小球質(zhì)量的關(guān)系應(yīng)滿足________。

A．m1= m2

B. m1> m2

C．m1< m2

(2)實(shí)驗(yàn)必須滿足的條件是_____________________。

A.軌道末端的切線必須是水平的

B.斜槽軌道必須光滑

C.入射球m1每次必須從同一高度滾下

D.入射球m1和被碰球 m2的球心在碰撞瞬間必須在同一高度

(3)某次實(shí)驗(yàn)得出小球的落點(diǎn)情況如圖所示，測(cè)得落點(diǎn)P、M、N到O點(diǎn)的距離分別為OP、OM、ON,假如碰撞過(guò)程動(dòng)量守恒，則碰撞小球質(zhì)量m1和被碰小球質(zhì)量m2之比m1： m2= _______。（用OP、OM、ON表示）

Answer 1

【答案】 （1）B （2）ACD （3）ON/(OP-OM)

【解析】（1）在“驗(yàn)證碰撞中的動(dòng)量守恒”實(shí)驗(yàn)中，為防止被碰球碰后反彈，入射球的質(zhì)量必須（遠(yuǎn)）大于被碰球的質(zhì)量，因此B正確，AC錯(cuò)誤．故選B．
（2）要保證每次小球都做平拋運(yùn)動(dòng)，則軌道的末端必須水平，故A正確；“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，是通過(guò)平拋運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律求解碰撞前后的速度的，只要離開(kāi)軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)，對(duì)斜槽是否光滑沒(méi)有要求，故B錯(cuò)誤；要保證碰撞前的速度相同，所以入射球每次都要從同一高度由靜止?jié)L下，故C正確；
D、要保證碰撞后都做平拋運(yùn)動(dòng)，兩球要發(fā)生正碰，碰撞的瞬間，入射球與被碰球的球心應(yīng)在同一水平高度，兩球心的連線應(yīng)與軌道末端的切線平行，因此兩球半徑應(yīng)該相同，故D正確．故選ACD．
（3）兩球離開(kāi)軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)，它們拋出點(diǎn)的高度相等，在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t相等，如果碰撞過(guò)程動(dòng)量守恒，則有：
m1v1=m1v1′+m2v2′，
兩邊同時(shí)乘以t得：m1v1t=m1v1′t+m2v2′t
即為： m1OP=m1OM+m2ON，則：