Question

3．（1）“驗證動量守恒定律”的實驗裝置原來的教科書采用圖甲所示的方法，經過編者修改后，現行的教科書采用圖乙所示的方法．兩個實驗裝置的區別在于：①懸掛重垂線的位置不同；②圖甲中設計有一個支柱（通過調整，可使兩球的球心在同一水平線上；上面的小球被碰離開后，支柱立即倒下），圖乙中沒有支柱，圖甲中的入射小球和被碰小球做平拋運動的拋出點分別在通過O、O′點的豎直線上，重垂線只確定了O點的位置，比較這兩個實驗裝置，下列說法正確的是AD

A．采用圖甲所示的實驗裝置時，需要測出兩小球的直徑
B．采用圖乙所示的實驗裝置時，需要測出兩小球的直徑
C．為了減小誤差，采用圖甲所示的實驗裝置時，應使斜槽末端水平部分盡量光滑
D．為了減小誤差，采用圖乙所示的實驗裝置時，應使斜槽末端水平部分盡量光滑
（2）在做“驗證動量守恒定律”的實驗中：如果采用（1）題圖乙所示裝置做實驗，某次實驗得出小球的落點情況如圖丙所示，圖中數據單位統一，假設碰撞動量守恒，則碰撞小球質量m₁和被碰撞小球質量m₂之比m₁：m₂=4：1．

Answer 1

分析 （1）明確實驗原理，知道實驗中的注意事項即可解答；
（2）根據動量守恒定律求出實驗需要驗證的表達式，然后根據表達式分析答題．

解答 解：（1）A、采用圖（甲）的實驗裝置時，為測出入射球碰撞后的水平位移，需要測出兩小球的直徑，故A正確；
B、采用圖（乙）的實驗裝置時，不需要測出兩小球的直徑，故B錯誤；
C、不論采用哪個圖做實驗，斜槽軌道末端的切線都要求水平，采用圖（甲）的實驗裝置時，斜槽末端水平部分不一定要光滑．故C錯誤；
D、采用圖（乙）的實驗裝置時，碰撞后A要在水平面上繼續運動一段距離后再做平拋運動，為減小實驗誤差，應使斜槽末端水平部分盡量光滑，故D正確；
故選：AD．
（2）由圖2所示可知，OP=25.5cm，OM=15.5cm，ON=40.0cm．
如果兩球碰撞過程動量守恒，則：m₁OP=m₁OM+m₂ON，
代入數據求得：m₁：m₂=4：1
故答案為：（1）AD； （2）4：1．

點評 本題主要考查了“驗證動量守恒定律”的實驗的原理及要求以及數據處理等基礎知識，掌握實驗原理、應用動量守恒定律求出實驗需要驗證的表達式即可正確解題．