Question

9．如圖所示為“驗(yàn)證碰撞中的動(dòng)量守恒”的實(shí)驗(yàn)裝置．
①下列說法中符合本實(shí)驗(yàn)要求的是BCD．（選填選項(xiàng)前面的字母）
A．入射球比靶球質(zhì)量大或者小均可，但二者的直徑必須相同
B．在同一組實(shí)驗(yàn)的不同碰撞中，每次入射球必須從同一高度
由靜止釋放
C．安裝軌道時(shí)，軌道末端必須水平
D．需要使用的測量儀器有天平和刻度尺
E．要測小球a、b 離開斜槽軌道末端后平拋飛行的時(shí)間t
F．小球a、b碰撞后的落地點(diǎn)依次是圖中水平面上的B點(diǎn)和C點(diǎn)
②按照本實(shí)驗(yàn)方法，驗(yàn)證動(dòng)量守恒的驗(yàn)證式是m_aOB=m_aOA+m_bOC．（用m_a、m_b、OA、OB、OC表示）

Answer 1

分析 ①實(shí)驗(yàn)是要驗(yàn)證兩個(gè)小球碰撞過程系統(tǒng)動(dòng)量守恒，同時(shí)通過平拋運(yùn)動(dòng)將速度的測量轉(zhuǎn)化為水平射程的測量；為防止小球反彈，還要保證入射球質(zhì)量要大于被碰球質(zhì)量．
②應(yīng)用動(dòng)量守恒定律求出表達(dá)式．

解答 解：①A、為防止碰撞后入射球反彈，入射球的質(zhì)量必須大于被碰球的質(zhì)量，兩球的直徑必須相同，故A錯(cuò)誤；
B、為控制入射球的初速度相等，在同一組實(shí)驗(yàn)的不同碰撞中，每次入射球必須從同一高度由靜止釋放，故B正確；
C、為使小球離開軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)，安裝軌道時(shí)，軌道末端必須水平，故C正確；
D、實(shí)驗(yàn)需要測出小球的質(zhì)量與水平位移，需要使用的測量儀器有天平和刻度尺，故D正確；
E、小球離開軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)，由于拋出點(diǎn)的高度相同，它們在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等，可以用小球的水平位移代替水平速度，實(shí)驗(yàn)部需要測小球a、b 離開斜槽軌道末端后平拋飛行的時(shí)間t，故E錯(cuò)誤；
F、碰撞后入射球的速度變小，小于被碰球，小球a、b碰撞后的落地點(diǎn)依次是圖中水平面上的A點(diǎn)和C點(diǎn)，故F錯(cuò)誤；
故選：BCD．
②小球離開軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)，由于拋出點(diǎn)的高度相等，它們在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t相等，如果碰撞過程動(dòng)量守恒，以向右為正方向，
由動(dòng)量守恒定律得：m_av_a=m_av_a′+m_bv_b′，m_a$\frac{OB}{t}$=m_a$\frac{OA}{t}$+m_b$\frac{OC}{t}$，整理得：m_aOB=m_aOA+m_bOC；
故答案為：①BCD；②m_aOB=m_aOA+m_bOC．

點(diǎn)評 實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：（1）前提條件：保證碰撞是一維的，即保證兩物體在碰撞之前沿同一直線運(yùn)動(dòng)，碰撞之后還沿這條直線運(yùn)動(dòng)．（2）利用斜槽進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，入射球質(zhì)量要大于被碰球質(zhì)量，防止碰后入射球被反彈．