Question

【題目】一位同學(xué)利用如圖甲所示的裝置進(jìn)行驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)。他安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，斜槽與水平槽之間平滑連接，且槽的末端水平。在水平地面上依次鋪上白紙、復(fù)寫(xiě)紙，記下鉛垂線所指的位置O。選擇兩個(gè)半徑相同的小球開(kāi)始實(shí)驗(yàn)，主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：

a．不放球2，使球1從斜槽上某一固定位置由靜止開(kāi)始滾下，落到記錄紙上留下落點(diǎn)痕跡。多次重復(fù)上述操作。

b．把球2放在水平槽末端位置，讓球1仍從原位置由靜止開(kāi)始滾下，與球2碰撞后，兩球分別在記錄紙上留下各自的落點(diǎn)痕跡。多次重復(fù)上述操作。

c．在記錄紙上確定M、P、N為三個(gè)落點(diǎn)的平均位置，并用刻度尺分別測(cè)量M、P、N離O點(diǎn)的距離，即線段OM、OP、ON的長(zhǎng)度。

(1)下列說(shuō)法正確的是________。

A．球1的質(zhì)量大于球2的質(zhì)量

B．實(shí)驗(yàn)過(guò)程中記錄紙可以隨時(shí)移動(dòng)

C．在同一組實(shí)驗(yàn)中，每次球1必須從同一位置由靜止釋放

D．在同一組實(shí)驗(yàn)中，球2的落點(diǎn)并不重合，說(shuō)明操作中出現(xiàn)了錯(cuò)誤

(2)已知球1的質(zhì)量為m1，球2的質(zhì)量為m2，落點(diǎn)的平均位置M、P、N幾乎在同一條直線上。如果m1·OM+m2·ON近似等于______________，則可以認(rèn)為驗(yàn)證了動(dòng)量守恒定律。

(3)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要求槽末端水平，請(qǐng)你說(shuō)明原因___________________________。

Answer 1

【答案】AC m1OP 如果槽末端保持水平，小球離開(kāi)槽末端后做平拋運(yùn)動(dòng)，在空中的飛行時(shí)間相等，可以用水平位移替代小球在碰撞前后的速度.

【解析】

(1)[1]．A．在實(shí)驗(yàn)中，需要球1的質(zhì)量大于球2的質(zhì)量，這樣球1與球2相碰后球1才不會(huì)反彈而直接向右運(yùn)動(dòng)，故A正確；

B．實(shí)驗(yàn)過(guò)程中記錄紙不可以隨時(shí)移動(dòng)，復(fù)寫(xiě)紙可以移動(dòng)，故B錯(cuò)誤；

C．在同一組實(shí)驗(yàn)中，每次球1必須從同一位置由靜止釋放，這樣才能保證每次球1滑到底端時(shí)的速度相等，故C正確；

D．在同一組實(shí)驗(yàn)中，球2的落點(diǎn)并不重合，這是操作中出現(xiàn)的誤差，而不是錯(cuò)誤，故D錯(cuò)誤。

故選AC；

(2)[2]．動(dòng)量守恒定律是指碰前的動(dòng)量等于碰后的動(dòng)量，而小球平拋時(shí)的初速度應(yīng)該等于水平位移除下落的時(shí)間，由于下落的高度它們都是相等的，故時(shí)間相等，設(shè)時(shí)間為t；則碰前動(dòng)量

碰后動(dòng)量

即滿足等式

m1OP=m1OM+m2ON

即可驗(yàn)證動(dòng)量守恒；

(3)[3]．實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要求槽末端水平，原因是小球離開(kāi)槽末端后做平拋運(yùn)動(dòng)，在空中的飛行時(shí)間相等，可以用水平位移替代小球在碰撞前后的速度。