Question

【題目】如圖所示為實驗室中《驗證動量守恒定律》的實驗裝置示意圖。

(1)實驗中必須要求的條件是______。

A．斜槽軌道盡量光滑以減少誤差

B．斜槽軌道末端的切線必須水平

C．入射球和被碰球的質量必須相等，且大小相同

D．入射球每次必須從軌道的同一位置由靜止釋放

(2)圖中O點是小球拋出點在地面上的垂直投影。實驗時，先讓入射球m1多次從斜軌上S位置靜止釋放，找到其平均落地點的位置P，測量平拋射程OP，然后把被碰小球m2靜置于水平軌道的末端，再將入射球m1從斜軌上S位置靜止釋放，與小球m2相碰，并重復多次。本實驗還需要完成的必要步驟是________(填選項前的符號)。

A．用天平測量兩個小球的質量m1、m2

B．測量拋出點距地面的高度H

C．分別找到m1、m2相碰后平均落地點的位置M、N

D．測量平拋射程OM、ON

(3)為了驗證碰撞前后動量守恒，該同學只需驗證表達式：___________ 成立，即表示碰撞中動量守恒。

(4)若兩球發生彈性碰撞，則OM、ON、OP之間一定滿足的關系是_____（填選項前的符號）。

A．OP+OM=ON

B．2OP=ON+OM

C．OP﹣ON=2OM

Answer 1

【答案】（1）BD （2）ACD （3）m1OP=m1OM+m2ON （4）A

【解析】

（1）AB.本實驗要通過平拋運動驗證動量守恒定律，所以軌道末端必須水平，以保證小球做平拋運動；為了保證兩次入射小球到達軌道末端具有相同的速度，兩次入射小球需從同一位置由靜止釋放；軌道不光滑，兩次摩擦力做的負功相同，小球到達軌道末端速度依然相同，所以軌道不需要光滑，A錯誤BD正確

C.為了避免入射小球反彈，要保證入射球質量大于被碰球質量，C錯誤

（2）根據平拋運動規律：，，所以拋出速度，小球均從相同高度平拋，且要驗證的表達式為：，代入數據得：：

A.根據以上分析，兩物體質量需要測量，A正確

B.因為高度都相同，運動時間一樣，所以不需測量高度，B錯誤

CD.根據分析，需要找到碰后平均落地點的位置M、N，并測量平拋射程OM、ON，CD正確

（3）根據（2）的分析需要驗證的是：

（4）如果發生的是彈性碰撞，除了滿足動量守恒，還滿足機械能守恒，即：，聯立動量守恒方程：，解得：OP+OM=ON，A正確BC錯誤