Question

在做“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”實(shí)驗(yàn)時(shí)，入射球a的質(zhì)量為m₁，被碰球b的質(zhì)量為m₂，小球的半徑為r，各小球的落地點(diǎn)如圖16-5-1所示.下列關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)的說(shuō)法正確的是（    ）

圖16-5-1

A.入射球與被碰球最好采用大小相同、質(zhì)量相等的小球

B.讓入射球與被碰球連續(xù)10次相碰，每次都要使入射小球從斜槽上不同的位置滾下

C.要驗(yàn)證的表達(dá)式是m₁（-2r）=m₁（-2r）+m₂

D.要驗(yàn)證的表達(dá)式是m₁=m₁+m₂

Answer 1

解析：實(shí)驗(yàn)要求入射球與被碰球的半徑相同，但它們的質(zhì)量應(yīng)不同，入射球的質(zhì)量應(yīng)大于被碰球的質(zhì)量，這樣就不至于出現(xiàn)入射小球的反彈，從而減小實(shí)驗(yàn)的誤差.所以選項(xiàng)A的說(shuō)法是錯(cuò)誤的.

    讓入射小球與被碰小球連續(xù)10次相碰的目的是為了減小實(shí)驗(yàn)的偶然誤差，這就要求入射小球每次都要從斜槽上的同一位置滾下，然后用畫(huà)圓找圓心的方法求平均落點(diǎn).若每次小球都從不同的位置滾下，找平均落點(diǎn)是沒(méi)有任何意義的.選項(xiàng)B的說(shuō)法是錯(cuò)誤的.

    對(duì)圖示情況，首先要搞清楚M、P、N分別是誰(shuí)的落點(diǎn).還要知道，不管是入射小球還是被碰小球，它們出射的起始位置都是O點(diǎn).圖中是入射小球不發(fā)生碰撞時(shí)飛出的水平距離；是被碰小球飛出的水平距離；是入射小球碰撞后飛出的水平距離.由于它們都是從同一高度做平拋運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相同，故可以用水平位移代表水平速度，則應(yīng)有m₁=m₁+m₂，選項(xiàng)D正確.還要知道，雖然兩小球相碰時(shí)入射小球離出射點(diǎn)為2r，但入射小球做平拋運(yùn)動(dòng)的出射點(diǎn)仍是O點(diǎn).所以選項(xiàng)C中的表達(dá)式是錯(cuò)誤的.

本題的正確選項(xiàng)只有D.

答案：D