Question

【題目】某同學(xué)用如圖所示的裝置，利用兩個(gè)大小相同的小球做對(duì)心碰撞來驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，圖中AB是斜槽，BC是水平槽，它們連接平滑，O點(diǎn)為重錘線所指的位置。實(shí)驗(yàn)時(shí)先不放置被碰球2，讓球1從斜槽上的某一固定位置G由靜止開始滾下，落到位于水平地面的記錄紙上的P點(diǎn)，留下痕跡，重復(fù)10次。然后將球2置于水平槽末端，讓球1仍從位置G由靜止?jié)L下，和球2碰撞。碰后兩球分別在記錄紙上留下各自的痕跡，重復(fù)10次。實(shí)驗(yàn)得到小球的落點(diǎn)的平均位置分別為 M、P、N。

（1）在該實(shí)驗(yàn)中，下列不需要的器材（_______）

A 天平 B游標(biāo)卡尺 C 刻度尺 D 大小相同的鋼球兩個(gè)

（2）在此實(shí)驗(yàn)中，球1的質(zhì)量為m1，球2的質(zhì)量為m2，需滿足m1______m2（選填“大于”、“小于”或“等于”）。

（3）若實(shí)驗(yàn)結(jié)果滿足： ____________，就可以驗(yàn)證碰撞過程中動(dòng)量守恒。

Answer 1

【答案】 B 大于

【解析】試題分析:根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理，選擇需要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的器材；寫出驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式，根據(jù)表達(dá)式中的物理量選擇需要的測(cè)量工具；為了保證碰撞前后使入射小球的速度方向不變，故必須使入射小球的質(zhì)量大于被碰小球的質(zhì)量．（3）先根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)判斷碰撞前后兩個(gè)小球的落地點(diǎn)，再求出碰撞前后兩個(gè)小球的速度，根據(jù)動(dòng)量的公式列出表達(dá)式，代入數(shù)據(jù)看碰撞前后的動(dòng)量是否相等．

在小球碰撞過程中水平方向動(dòng)量守恒定律故有：

在做平拋運(yùn)動(dòng)的過程中由于時(shí)間是相等的，所以得
即
可知，需要使用天平測(cè)量小球的質(zhì)量，使用刻度尺測(cè)量小球在水平方向的位移；
所以不需要游標(biāo)卡尺

（2）在小球碰撞過程中水平方向動(dòng)量守恒定律故有，在碰撞過程中動(dòng)能守恒故有

解得

要碰后入射小球的速度，即，