Question

【題目】(1)如圖所示為“驗證碰撞中的動量守恒”的實驗裝置。

①下列說法中不符合本實驗要求的是________ 。（選填選項前面的字母）

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．在同一組實驗的不同碰撞中，每次入射球必須從同一高度由靜止釋放

C．安裝軌道時，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

②小球a、b的質(zhì)量m1、m2應(yīng)該滿足m1_____m2（填大于或小于或等于），放上被碰小球后小球a、b的落地點依次是圖中水平面上的_____點和_________點。實驗中記錄了軌道末端在記錄紙上的豎直投影為O點，經(jīng)多次釋放入射球，在記錄紙上找到了兩球平均落點位置為M、P、N，并測得它們到O點的距離分別為OM、OP和ON。如果滿足等式：_____，則認(rèn)為成功驗證了碰撞中的動量守恒。

(2)氣墊導(dǎo)軌是常用的一種實驗儀器。它是利用氣泵使帶孔的導(dǎo)軌與滑塊之間形成氣墊，使滑塊懸浮在導(dǎo)軌上，滑塊在導(dǎo)軌上的運動可視為沒有摩擦。我們可以用帶豎直擋板C和D的氣墊導(dǎo)軌以及滑塊A和B來驗證動量守恒定律，實驗裝置如圖所示（彈簧的長度忽略不計），采用的實驗步驟如下：

A．用天平分別測出滑塊A、B的質(zhì)量mA、mB；

B．調(diào)整氣墊導(dǎo)軌，使導(dǎo)軌處于水平；

C．在A和B間放入一個被壓縮的輕彈簧，用電動卡銷鎖定，靜止地放置在氣墊導(dǎo)軌上；

D．用刻度尺測出A的左端至C板的距離L1；

E．按下電鈕放開卡銷，同時使記錄滑塊A、B運動時間的計時器開始工作。當(dāng)A、B滑塊分別碰撞C、D擋板時停止計時，記下A、B分別到達(dá)C、D的運動時間t1和t2。

本實驗中還應(yīng)測量的物理量是_________，利用上述測量的實驗數(shù)據(jù)，驗證動量守恒定律的表達(dá)式是_____。

Answer 1

【答案】A 大于 M N

【解析】

(1)①[1]A．為了保證入射小球不反彈，則入射小球的質(zhì)量大于被碰小球的質(zhì)量；為了發(fā)生對心碰撞，兩球的直徑需相同。故A不符合要求；

B．在同一組實驗的不同碰撞中，每次入射球必須從同一高度由靜止釋放，保證碰前的速度相同。故B符合要求；

C．為了保證小球做平拋運動，安裝軌道時，軌道末端必須水平。故C符合要求；

D．在該實驗中需要測量小球的質(zhì)量以及小球的水平位移，需要的測量儀器是天平、刻度尺。故D符合要求。

本題選不符合要求的，故選A；

②[2]為了保證入射小球不反彈，則入射小球的質(zhì)量大于被碰小球的質(zhì)量；

③[3][4]放上被碰小球后小球、的落地點依次是圖中水平面上的M點和N點；

[5]碰撞過程中，如果水平方向動量守恒，由動量守恒定律得

小球做平拋運動時拋出點的高度相等，它們在空中的運動時間相等，兩邊同時乘以時間，則

解得

(2)[6]因系統(tǒng)水平方向動量守恒即

由于系統(tǒng)不受摩擦，故滑塊在水平方向做勻速直線運動故有

，

即有

所以還要測量的物理量是：B的右端至D板的距離；

[7]由上述分析可知驗證動量守恒定律的表達(dá)式是