Question

8．在“探究碰撞中的不變量”的實(shí)驗(yàn)中，用如圖所示的斜槽裝置進(jìn)行探究，以下說(shuō)法正確的是（　　）

• A． 選擇實(shí)驗(yàn)儀器時(shí)，天平可選可不選
• B． 實(shí)驗(yàn)中的斜槽需要光滑且末端切線水平
• C． 需要記錄小球拋出的高度及水平距離，以確定小球離開(kāi)斜槽末端時(shí)的速度
• D． 無(wú)論是否放上被碰小球，入射小球都必須從同一高度處?kù)o止釋放

Answer 1

分析 由動(dòng)量守恒定律求出需要驗(yàn)證的表達(dá)式，根據(jù)表達(dá)式確定需要測(cè)量的量；在做“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，是通過(guò)平拋運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律求解碰撞前后的速度的，所以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，但斜槽不需要光滑；同時(shí)入射小球都必須從同一高度處?kù)o止釋放，以保證每次實(shí)驗(yàn)中入射速度相同．

解答 解：A、要驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律定律，即驗(yàn)證：m_av₁=m_av₂+m_bv₃，小球離開(kāi)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：m_av₁t=m_av₂t+m_bv₃t，得：m_ax₁=m_ax₂+m_bx₃，因此必須使用天平測(cè)量?jī)尚∏虻馁|(zhì)量，故A錯(cuò)誤；
B、“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，是通過(guò)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(kāi)軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)，對(duì)斜槽是否光滑沒(méi)有要求，故B錯(cuò)誤；
C、由A的分析可知，實(shí)驗(yàn)中只需記錄水平射程即可，不需要記錄高度和離開(kāi)末端時(shí)的速度，故C錯(cuò)誤；
D、要保證每次碰撞前的入射球的速度相同，入射球每次都要從同一高度由靜止?jié)L下，故D正確；
故選：D．

點(diǎn)評(píng) 利用平拋運(yùn)動(dòng)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)的一個(gè)重要的技巧是入射球和靶球從同一高度作平拋運(yùn)動(dòng)并且落到同一水平面上，故下落的時(shí)間相同，所以在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程當(dāng)中把本來(lái)需要測(cè)量的速度改為測(cè)量平拋過(guò)程當(dāng)中水平方向發(fā)生的位移，可見(jiàn)掌握了實(shí)驗(yàn)原理才能順利解決此類題目．