Question

3．如圖為驗證碰撞中動量守恒的實驗裝置示意圖．
①設小球A的質量為m_A，小球B的質量為m_B，為使實驗成功，必須保證m_A大于（填“大于”、“等于”或“小于”）m_B
②實驗中小球的落點情況如圖所示，P為不放小球B時，將小球A從斜槽某一高度靜止釋放后的落點，M、N分別為小球A從同一位置（填“不同位置”或“同一位置”）靜止釋放到達斜槽水平端與小球B相碰后它們的落點，現(xiàn)已測得O到M、P、N的距離分別為s₁、s₂、s₃，若關系式m_As₂=m_As₁+m_Bs₃成立，則驗證了A、B相碰時動量守恒．
③引起實驗誤差的原因可能有：ABD（多項選擇）
A．兩個小球的質量的測量
B．兩小球相碰后平均落地點的位置
C．兩個小球碰后的不同時落地
D．測量水平射程s₁、s₂、s₃．

Answer 1

分析 （1）根據實驗注意事項分析答題．
（2）應用動量守恒定律求出需要驗證的表達式．
（3）根據需要的表達式來分析是否會引起實驗誤差．

解答 解：（1）為防止碰撞后入射球反彈，入射球的質量應大于被碰球的質量，兩球從軌道的同一位置離開軌道做平拋運動．
（2）為保證入射球每次與被碰球相碰時速度相等，入射球應從同一位置釋放；
小球離開軌道后做平拋運動，由于拋出點的高度相等，它們在空中的運動時間t相等，如果碰撞過程動量守恒，由動量守恒定律得：m_Av_A=m_Av_A′+m_Bv_B′，
兩邊同時乘以時間t得：m_Av_At=m_Av_A′t+m_Bv_B′t，則如果動量守恒，則滿足：m_As₂=m_As₁+m_Bs₃；
（3）A、由公式可知，若質量測量不準確，則會引起實驗誤差；故A正確；
B、平均點的位置確定時如果不準確則會引起位移的確定，故存在誤差；故B正確；
C、兩個小球碰后不同時落地，則說明斜面末端不水平，但對兩個小球的水平位移影響是一致的；不會引起誤差；故C錯誤；
D、由公式可得，位移的測量會引起誤差；故D正確；
故選：ABD．
故答案為：①大于 ②同一位置；m_As₂=m_As₁+m_Bs₃ ③ABD

點評 本題考查驗證動量守恒定律的驗證；要知道實驗注意事項、實驗原理、應用動量守恒定律即可正確解題．小球落點平均位置確定的方法：平均圓法，理解基本原理是利用平拋運動知識，用水平位移替代平拋運動的初速度，知道動量守恒的條件．