Question

如圖1所示，在做“碰撞中的動(dòng)量守恒”實(shí)驗(yàn)中．

（1）下面是本實(shí)驗(yàn)部分測(cè)量?jī)x器或工具，需要的是

BC

．
A．秒表        B．天平
C．刻度尺      D．彈簧秤
（2）完成本實(shí)驗(yàn)，下列必須要求的條件是

AC

．
A．斜槽軌道末端的切線必須水平    B．入射球和被碰球的質(zhì)量必須相等
C．入射球和被碰球大小必須相同    D．入射球每次不必從軌道的同一位置由靜止?jié)L下
（3）某次實(shí)驗(yàn)中用游標(biāo)卡尺測(cè)量小球的直徑，如圖2所示，該小球的直徑為

11.3

mm．
（4）某次實(shí)驗(yàn)中得出的落點(diǎn)情況如圖3所示，假設(shè)碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒，則入射小球質(zhì)量m₁和被碰小球質(zhì)量m₂之比為

4：1

．

Answer 1

分析：兩球做平拋運(yùn)動(dòng)，由于高度相等，則平拋的時(shí)間相等，水平位移與初速度成正比，把平拋的時(shí)間作為時(shí)間單位，小球的水平位移可替代平拋運(yùn)動(dòng)的初速度．將需要驗(yàn)證的關(guān)系速度用水平位移替代．根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理確定所需的器材．
游標(biāo)卡尺的讀數(shù)等于固定刻度讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù)，不需估讀．
根據(jù)小球的水平位移關(guān)系得出速度關(guān)系，結(jié)合動(dòng)量守恒定律得出入射小球和被碰小球的質(zhì)量關(guān)系．

解答：解：（1）在本實(shí)驗(yàn)中，用水平位移代替速度，驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，需要測(cè)量質(zhì)量和水平位移，所以所需的器材為：天平和刻度尺．故選：BC．
（2）A、為了使小球做平拋運(yùn)動(dòng)，斜槽軌道的末端切線必須水平．故A正確．
B、為了發(fā)生正碰，且入射小球不反彈，入射小球的質(zhì)量應(yīng)大于被碰小球的質(zhì)量，兩球的大小需相同．故B錯(cuò)誤，C正確．
D、為了使入射小球每次到達(dá)底端的速度相同，則每次必須從同一位置由靜止釋放．故D錯(cuò)誤．
故選：AC．
（3）游標(biāo)卡尺的固定刻度讀數(shù)為11mm，游標(biāo)讀數(shù)為0.1×3mm=0.3mm，則小球的直徑為11.3mm．
（4）A球單獨(dú)釋放時(shí)的水平位移為x₁=25.50cm，與B球碰后，A球的水平位移為x₂=15.50cm，B球的水平位移為x₃=41.10-1.10cm=40cm．
根據(jù)動(dòng)量守恒定律得：m₁x₁=m₁x₂+m₂x₃，解得：m₁：m₂=4：1．
故答案為：（1）BC  （2）A C （3）11.3   （4）4：1

點(diǎn)評(píng)：本題是運(yùn)用等效思維方法，平拋時(shí)間相等，用水平位移代替初速度，這樣將不便驗(yàn)證的方程變成容易驗(yàn)證．