Question

12．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(shuō)法中不符合本實(shí)驗(yàn)要求的是A．（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(cè)量?jī)x器有天平和刻度尺
②實(shí)驗(yàn)中記錄了軌道末端在記錄紙上的豎直投影為O點(diǎn)，經(jīng)多次釋放入射球，在記錄紙上找到了兩球平均落點(diǎn)位置為M、P、N，并測(cè)得它們到O點(diǎn)的距離分別為OM、OP和ON．已知入射球的質(zhì)量為m₁，靶球的質(zhì)量為m₂，如果測(cè)得m₁•$\overline{OM}$+m₂•$\overline{ON}$近似等于${m_1}\overline{OP}$，則認(rèn)為成功驗(yàn)證了碰撞中的動(dòng)量守恒．
③在做“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”實(shí)驗(yàn)時(shí)，關(guān)于在地面鋪紙，下列說(shuō)法中正確的是AB
A．鋪紙前應(yīng)查看地面是否平整，無(wú)雜物
B．白紙鋪在地面上后，在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不能移動(dòng)
C．復(fù)寫(xiě)紙不需要固定在白紙上，測(cè)定P點(diǎn)位置時(shí)的復(fù)寫(xiě)紙，到測(cè)定M點(diǎn)位置時(shí)，可移到M點(diǎn)使用
D．在地面上鋪紙時(shí)，復(fù)寫(xiě)紙放在下面，白紙放在上面．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理明確實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)；
（2）根據(jù)水平方向動(dòng)量守恒可得m₁$\overline{OP}$=m₁$\overline{OM}$+m₂$\overline{ON}$
若在碰撞過(guò)程中動(dòng)能守恒則有$\frac{1}{2}$m₁${{v}_{0}}^{2}$=$\frac{1}{2}$m₁${{v}_{1}}^{2}$+$\frac{1}{2}$m₂${{v}_{2}}^{2}$
即$\frac{1}{2}$m₁ ${\overline{OP}}^{2}$=$\frac{1}{2}$m₁${\overline{OM}}^{2}$+$\frac{1}{2}$m₂${\overline{ON}}^{2}$和水平方向動(dòng)量守恒可得m₁$\overline{OP}$=m₁$\overline{OM}$+m₂$\overline{ON}$可得$\overline{OM}$+$\overline{OP}$=$\overline{ON}$；
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理明確白紙的鋪放方法．

解答 解：（1）A、在小球碰撞過(guò)程中水平方向動(dòng)量守恒定律故有m₁v₀=m₁v₁+m₂v₂
在碰撞過(guò)程中動(dòng)能守恒故有$\frac{1}{2}$m₁${{v}_{0}}^{2}$=$\frac{1}{2}$m₁${{v}_{1}}^{2}$+$\frac{1}{2}$m₂${{v}_{2}}^{2}$
解得v₁=${\frac{{m}_{1}{-m}_{2}}{{m}_{1}+{m}_{2}}{v}_{0}}_{\;}$
要碰后入射小球的速度v₁＞0，即m₁-m₂＞0，即入射球要比靶球質(zhì)量大，
要發(fā)生水平方向的對(duì)心碰撞，故二者的直徑必須相同
故答案A錯(cuò)誤．
B、在同一組的實(shí)驗(yàn)中要保證入射球和靶球每次平拋的速度都相同，故每次入射球必須從同一高度由靜止釋放．故B正確．
C、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．故C正確．
D、本實(shí)驗(yàn)需要測(cè)小球水們位移和物體的質(zhì)量，故需要天平和刻度尺；故D正確；
故選A．
（2）在小球碰撞過(guò)程中水平方向動(dòng)量守恒定律故有m₁v₀=m₁v₁+m₂v₂
即有m₁v₀t=m₁v₁t+m₂v₂t
故有m₁$\overline{OP}$=m₁$\overline{OM}$+m₂$\overline{ON}$
故答案為${m_1}\overline{OP}$
若在碰撞過(guò)程中動(dòng)能守恒則有$\frac{1}{2}$m₁${{v}_{0}}^{2}$=$\frac{1}{2}$m₁${{v}_{1}}^{2}$+$\frac{1}{2}$m₂${{v}_{2}}^{2}$
即$\frac{1}{2}$m₁ ${\overline{OP}}^{2}$=$\frac{1}{2}$m₁${\overline{OM}}^{2}$+$\frac{1}{2}$m₂${\overline{ON}}^{2}$
又由于m₁$\overline{OP}$=m₁$\overline{OM}$+m₂$\overline{ON}$
聯(lián)立以上兩式可得$\overline{OM}$+$\overline{OP}$=$\overline{ON}$
故答案為$\overline{ON}$
（3）在鋪白紙時(shí)，為了準(zhǔn)確測(cè)定落點(diǎn)的距離，白紙不能隨便移動(dòng)；同時(shí)注意地面上是否有雜物等；而復(fù)寫(xiě)紙不需要固定在白紙上，可以根據(jù)落點(diǎn)鋪放；同時(shí)復(fù)寫(xiě)紙應(yīng)放在白紙的上方；
故選：AB；
故本題的答案為：（1）A
（2）${m_1}\overline{OP}$，$\overline{ON}$．
（3）AB．

點(diǎn)評(píng) 本題難度較大，主要是要把動(dòng)量守恒和動(dòng)能守恒要用水平方向的位移表示出來(lái)，同學(xué)們一定要注意掌握，因?yàn)檫@是本實(shí)驗(yàn)的一個(gè)重要的技巧．