Question

【題目】如圖所示，用“碰撞實(shí)驗(yàn)器”可以驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，即研宄兩個(gè)小球在軌道水平部分碰撞前后的動(dòng)量關(guān)系。 圖中O點(diǎn)是小球拋出點(diǎn)在地面上的垂直投影。實(shí)驗(yàn)時(shí)，先將入射球m1多次從斜軌上S位置由靜止釋放，找到其平均落地點(diǎn)的位置P，測(cè)量平拋射程OP。然后把被碰小球m2靜止于軌道的水平部分，再將入射小球 m1從斜軌上S位置由靜止釋放，與小球m2相撞，并多次重復(fù)。用天平測(cè)量?jī)蓚�(gè)小球的質(zhì)量分別為m1、m2，并分別找到m1、m2相碰后平均落地點(diǎn)的位置M、N，測(cè)量平拋射程OM、ON。

（1）關(guān)于本實(shí)驗(yàn)下列說法正確的是__________；

A.固定斜槽時(shí)，斜槽末端切線要調(diào)節(jié)水平

B.每次釋放小球m1的位置S可以選擇不同高度的地方

C.由于小球與斜槽間的摩擦對(duì)實(shí)驗(yàn)有影響，所以應(yīng)該選用光滑的斜槽來做實(shí)驗(yàn)

D.確定小球落地點(diǎn)的位置時(shí)，需要用盡量小的圓將有效落點(diǎn)圈起來，則該圓的圓心就是小球的平均落地點(diǎn)

（2）若兩球相碰前后的動(dòng)置守恒，則動(dòng)量守恒的表達(dá)式可表示為__________。

（3）經(jīng)測(cè)定，m1=45.0g，m2=7.5 g，小球落地點(diǎn)的平均位置距O點(diǎn)的距離如圖所示，碰撞前、后m1的動(dòng)量分別為p1與p1′，若碰撞結(jié)束時(shí)m2的動(dòng)量為P2′，則碰撞前、后總動(dòng)量的比值=________。

Answer 1

【答案】AD m1OP=m1OM+m2ON 1.02

【解析】

（1）因?yàn)槠綊佭\(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等，根據(jù)，所以用水平射程可以代替速度，則需測(cè)量小球平拋運(yùn)動(dòng)的射程間接測(cè)量速度．故應(yīng)保證斜槽末端水平，小球每次都從同一點(diǎn)滑下，故A正確，B錯(cuò)誤；被碰小球碰撞前后的時(shí)間僅由下落高度決定，兩球下落高度相同，時(shí)間相同，所以水平速度可以用水平位移數(shù)值表示即可，小球與斜槽間的摩擦對(duì)實(shí)驗(yàn)沒有影響，故C錯(cuò)誤；確定小球落地點(diǎn)的位置時(shí)，需要用盡量小的圓將有效落點(diǎn)圈起來，則該圓的圓心就是小球的平均落地點(diǎn)，以減小實(shí)驗(yàn)誤差，故D正確。

（2）要驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律定律，即驗(yàn)證：m1v1=m1v2+m2v3，小球離開軌道后做平拋運(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，上式兩邊同時(shí)乘以t得：m1v1t=m1v2t+m2v3t，得：m1OP=m1OM+m2ON。

（3）把測(cè)量的小球的質(zhì)量以及圖中的距離代入動(dòng)量守恒公式中，得：碰撞前、后總動(dòng)量的比值。