Question

【題目】一位同學利用如圖甲所示的裝置進行驗證動量守恒定律的實驗。他安裝好實驗裝置，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、復寫紙，記下鉛垂線所指的位置O。選擇兩個半徑相同的小球開始實驗，主要實驗步驟如下：

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

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痕跡。多次重復上述操作。

c．在記錄紙上確定M、P、N為三個落點的平均位置，并用刻度尺分別測量M、P、N離O點的距離，即線段OM、OP、ON的長度。

(1)下列說法正確的是________。

A．球1的質量大于球2的質量

B．實驗過程中記錄紙可以隨時移動

C．在同一組實驗中，每次球1必須從同一位置由靜止釋放

D．在同一組實驗中，球2的落點并不重合，說明操作中出現(xiàn)了錯誤

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

(3)實驗過程中要求槽末端水平，請你說明原因___________________________。

Answer 1

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

【解析】

(1)[1]．A．在實驗中，需要球1的質量大于球2的質量，這樣球1與球2相碰后球1才不會反彈而直接向右運動，故A正確；

B．實驗過程中記錄紙不可以隨時移動，復寫紙可以移動，故B錯誤；

C．在同一組實驗中，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滑到底端時的速度相等，故C正確；

D．在同一組實驗中，球2的落點并不重合，這是操作中出現(xiàn)的誤差，而不是錯誤，故D錯誤。

故選AC；

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

碰后動量

即滿足等式

m1OP=m1OM+m2ON

即可驗證動量守恒；

(3)[3]．實驗過程中要求槽末端水平，原因是小球離開槽末端后做平拋運動，在空中的飛行時間相等，可以用水平位移替代小球在碰撞前后的速度。