Question

【題目】如圖所示為“驗(yàn)證碰撞中的動(dòng)量守恒”的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖．已知a、b小球的質(zhì)量分別為ma、mb，半徑分別是ra、rb，圖中P點(diǎn)為單獨(dú)釋放a球的落點(diǎn)的平均位置，M、N是a、b小球碰撞后落點(diǎn)的平均位置．

（1）本實(shí)驗(yàn)必須滿足的條件是________．

A．斜槽軌道必須是光滑的

B．斜槽軌道末端的切線水平

C．入射小球每次都從斜槽上的同一位置無初速度釋放

D．入射球與被碰球滿足ma＝mb，ra＝rb

（2）為了驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，需要測量OP間的距離x1，還需要測量的物理量有______、______(用相應(yīng)的文字和字母表示)．

（3）如果動(dòng)量守恒，需滿足的關(guān)系式是__________(用裝置圖中的字母表示)．

Answer 1

【答案】BC OM間的距離x2 ON間的距離x3

【解析】

(1)[1]A．“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，是通過平拋運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律求解碰撞前后的速度的，只要離開軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)，對(duì)斜槽是否光滑沒有要求；故A錯(cuò)誤；

B．要保證每次小球都做平拋運(yùn)動(dòng)，則軌道的末端必須水平，故B正確;

C．要保證碰撞前的速度相同，入射球每次都要從斜槽的同一位置無初速度釋放，故C正確；

D．為防止兩球碰撞后入射球不反彈，需要：ma＞mb;而為了兩球發(fā)生對(duì)心正碰，需要兩球的半徑相等，即：ra=rb，故D錯(cuò)誤；

(2)[2][3]要驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律定律，即驗(yàn)證：

小球離開軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)，它們拋出點(diǎn)的高度相等，在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t相等，上式兩邊同時(shí)乘以t得：

得：

因此實(shí)驗(yàn)需要測量：測量OP間的距離x1，OM間的距離x2，ON間的距離x3；

(3)[4]由上分析可知，實(shí)驗(yàn)需要驗(yàn)證：

用裝置圖中的字母表示為：