Question

【題目】如圖所示為某同學(xué)設(shè)計(jì)的一種探究動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置和原理圖。長木板固定在水平桌面上，一端伸出桌面，另一端裝有豎直擋板，輕彈簣的一端固定在豎直擋板上，另一端被入射小球從自然長度位置A點(diǎn)壓縮至B點(diǎn)，釋放小球，小球沿木板從右端水平拋出，落在水平地面上的記錄紙上，重復(fù)10次，確定小球的落點(diǎn)位置；再把被碰小球放在木板的右邊緣處，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)10次，在記錄紙上分別確定入射小球和被碰小球的落點(diǎn)位置。

(1)關(guān)于實(shí)驗(yàn)的要點(diǎn)，下列說法正確的是___________。

A.入射小球的質(zhì)量必須大于被碰小球的質(zhì)量

B.入射小球的半徑必須與被碰小球的半徑相同

C.長木板必須盡可能地光滑

D.用重錘線的目的是為了確定板的右端在地面的投影位置

E.實(shí)驗(yàn)重復(fù)10次，是為了從小球的落地點(diǎn)中找出一個(gè)最清晰的點(diǎn)作為最終落地點(diǎn)

(2)入射小球前后兩次的落地位置分別為原理圖中的___________兩點(diǎn)；若入射球的質(zhì)量為m1，被碰小球的質(zhì)量為m2，則實(shí)驗(yàn)需要驗(yàn)證的表達(dá)式為________________。(用圖中字母表示)

Answer 1

【答案】ABD Q 、P

【解析】

（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理及注意事項(xiàng)分析各個(gè)選項(xiàng)；

（2）實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證兩個(gè)小球系統(tǒng)碰撞過程動(dòng)量守恒，即要驗(yàn)證m1v1=m1v1′+m2v2，可以通過平拋運(yùn)動(dòng)將速度的測量轉(zhuǎn)化為水平射程的測量；

（1）A.為了保證碰撞后兩球都能從槽口飛出，入射小球的質(zhì)量應(yīng)該大于被碰小球的質(zhì)量，選項(xiàng)A正確；

B.為保證兩球發(fā)生正碰，兩球的半徑必須相同，選項(xiàng)B正確；

C.長木板不需要光滑，只要保持每次彈簧的壓縮量相同，每次入射球與被碰球碰前的速度相同，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；

D.用重錘線的目的是為了確定板的右端在地面的投影的位置，以便準(zhǔn)確測出小球平拋的水平位移，選項(xiàng)D正確；

E.實(shí)驗(yàn)重復(fù)10次，是為了從小球的落地點(diǎn)中找出小球落地點(diǎn)的中心位置，減小實(shí)驗(yàn)的誤差，選項(xiàng)E錯(cuò)誤；

故選ABD.

（2）入射小球前后兩次的落地點(diǎn)位置分別為圖中的Q、P兩點(diǎn)；兩球碰撞后做平拋運(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，碰撞過程動(dòng)量守恒，則有：m1v2=m1v1+m2v3
兩邊乘以t即為：。即實(shí)驗(yàn)需要驗(yàn)證的表達(dá)式為：.