Question

【題目】在實(shí)驗(yàn)室里為了驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，一般采用如圖甲、乙兩種裝置：

(1)若入射小球質(zhì)量為m，半徑為r1；被碰小球質(zhì)量為m2，半徑為r2，則（______）

A．m1>m2 r1>r2 B.m1>m2 r1<r2 C．m1>m2 r1=r2 D.m1<m2 r1＝r2

(2)若采用乙裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以下所提供的測量工具中必需的是_______·

A．直尺 B．游標(biāo)卡尺 c.天平 D.彈簧秤 E．秒表

(3)設(shè)入射小球的質(zhì)量為m1，被碰小球的質(zhì)量為m2，則在用甲裝置實(shí)驗(yàn)時(shí)(P為碰前入射小球落點(diǎn)的平均位置)，所得“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的結(jié)論為_________(用裝置圖中的字母表示)·

(4)在實(shí)驗(yàn)裝置乙中，若斜槽軌道是光滑的，則可以利用一個(gè)小球驗(yàn)證小球在斜槽上下滑過程中的機(jī)械能守恒．這時(shí)需要測是的物理量有：小球釋放初位置到斜槽末端的高度差h1，小球從斜槽末端做平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移s、豎直高度h2，則所需驗(yàn)證的關(guān)系式為：________·

Answer 1

【答案】 C AC m1OP=m1OM＋m2ON s2＝4h1h2

【解析】（1）為了保證碰撞前后使入射小球的速度方向不變，故必須使入射小球的質(zhì)量大于被碰小球的質(zhì)量．為了使兩球發(fā)生正碰，兩小球的半徑相同，故C正確，ABD錯(cuò)誤。

（2）（3）小球離開軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)，解得小球做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間： 由于小球做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)拋出點(diǎn)的高度h相同，則它們在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t相等，驗(yàn)證碰撞中的動(dòng)量守恒，需要驗(yàn)證： ，兩邊同乘以t可得： ，則有： ，由圖乙所示可知，需要驗(yàn)證： ，因此實(shí)驗(yàn)需要測量的量有：①入射小球的質(zhì)量，②被碰小球的質(zhì)量，③入射小球碰前平拋的水平位移，④入射小球碰后平拋的水平位移，⑤被碰小球碰后平拋的水平位移．實(shí)驗(yàn)需要刻度尺與天平。

（4）根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律： ，平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為： ，聯(lián)立可得： ，則動(dòng)能的增加量為： ，重力勢能的減小量△Ep=mgh1，則驗(yàn)證： ，即s2=4h1h2。