Question

【題目】用半徑相同的小球1和小球2的碰撞驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，斜槽與水平槽平滑連接．安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，在地上鋪一張白紙，白紙上鋪放復(fù)寫紙，記下鉛垂線所指的位置O.接下來的實(shí)驗(yàn)步驟如下：

步驟1：不放小球2，讓小球1從斜槽上A點(diǎn)由靜止?jié)L下，并落在地面上．重復(fù)多次，用盡可能小的圓，把小球的所有落點(diǎn)圈在里面，認(rèn)為其圓心就是小球落點(diǎn)的平均位置；

步驟2：把小球2放在斜槽前端邊緣處的B點(diǎn)，讓小球1從A點(diǎn)由靜止?jié)L下，使它們碰撞．重復(fù)多次，并使用與步驟1同樣的方法分別標(biāo)出碰撞后兩小球落點(diǎn)的平均位置；

步驟3：用刻度尺分別測(cè)量三個(gè)落地點(diǎn)的平均位置M、P、N離O點(diǎn)的距離，即線段OM、OP、ON的長(zhǎng)度．

(1)在上述實(shí)驗(yàn)操作中，下列說法正確的是________．

A．小球1的質(zhì)量一定大于小球2的質(zhì)量，小球1的半徑可以大于小球2的半徑

B．將小球靜止放置在軌道末端看小球是否滾動(dòng)來檢測(cè)斜槽軌道末端是否水平

C．小球在斜槽上的釋放點(diǎn)應(yīng)該越高越好，這樣碰前的速度大，測(cè)量誤差較小

D．復(fù)寫紙鋪在白紙的上面，實(shí)驗(yàn)過程中復(fù)寫紙可以隨時(shí)拿起來看印跡是否清晰并進(jìn)行移動(dòng)

(2)以下提供的器材中，本實(shí)驗(yàn)必需的有（____）

A．刻度尺　　B．游標(biāo)卡尺　　C．天平　　D．秒表

(3)設(shè)小球1的質(zhì)量為m1，小球2的質(zhì)量為m2，MP的長(zhǎng)度為l1，ON的長(zhǎng)度為

l2，則本實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式為________．

Answer 1

【答案】BD AC m1·l1＝m2·l2

【解析】

(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)分析答題；

(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量的量選擇實(shí)驗(yàn)器材；

(3)小球離開水平軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與動(dòng)量守恒定律求出實(shí)驗(yàn)需要驗(yàn)證的表達(dá)式。

(1) A項(xiàng)：驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律實(shí)驗(yàn)中，入射球1的質(zhì)量一定要大于被碰球2的質(zhì)量，兩球的直徑應(yīng)相等，故A錯(cuò)誤；

B：將小球靜止放置在軌道末端，如果小球不滾動(dòng)，水面斜槽軌道末端水平，否則斜槽末端不水平，故B正確；

C項(xiàng)：小球在斜槽上的釋放點(diǎn)高度應(yīng)適當(dāng)，如果釋放點(diǎn)的高度太高，小球離開軌道后的水平位移太大，小球?qū)⒙湓趶?fù)寫紙之外，不能確定小球的落地點(diǎn)，小球的釋放高度不是越高越好，故C錯(cuò)誤；

D項(xiàng)：復(fù)寫紙鋪在白紙的上面，實(shí)驗(yàn)過程中復(fù)寫紙可以隨時(shí)拿起看印跡是否清晰，只要不移動(dòng)地面上的白紙，可以隨便移動(dòng)復(fù)寫紙的位置，故D正確。

故應(yīng)選：BD。

(2)實(shí)驗(yàn)過程中需要測(cè)量入射球與被碰球的質(zhì)量，因此實(shí)驗(yàn)需要天平；實(shí)驗(yàn)時(shí)需要測(cè)出小球落地點(diǎn)的水平位移，因此實(shí)驗(yàn)需要刻度尺，故AC正確。

(3) 球離開水平軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)，由于小球的豎直分位移相等，因此它們?cè)诳罩械倪\(yùn)動(dòng)時(shí)間相等，小球的水平位移與它的初速度成正比，可以用小球的水平位移代替小球的初速度；由圖示可知，碰撞前小球1的落地點(diǎn)是P，兩球碰撞，球1的落地點(diǎn)是M，球2的落地點(diǎn)是N，實(shí)驗(yàn)需要驗(yàn)證：m1OP=m10M+m20N，m1（OP-OM）=m20N，

m1MP=m20N，則m1l1=m2l2，本實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式為：m1l1=m2l2.。