Question

14．驗證“碰撞中的動量守恒”的實驗裝置示意圖如圖所示，其中1是入射小球，2是被碰小球．
（1）完成該實驗，要求下列條件中必須滿足的是BCD
A．軌道是光滑的
B．軌道末端的切線是水平的
C．碰撞瞬間兩個小球的球心連線與軌道末端的切線平行
D．每次小球1都要從同一高度由靜止?jié)L下
（2）入射小球1與被碰小球2直徑相同，它們的質(zhì)量m₁和m₂的大小應(yīng)滿足m₁＞m₂．（填＞、＜或=）
（3）實驗時，小球的落點分別如圖所示的M、N、P點，由此通過比較下列兩組數(shù)值在誤差范圍內(nèi)相等，從而驗證動量守恒定律，這兩組數(shù)據(jù)是AD．
A．m₁•$\overline{OP}$       B．m₁•$\overline{OM}$     C．m₁•$\overline{ON}$      D．m₁•$\overline{OM}$+m₂•$\overline{ON}$      E．m₁•$\overline{OP}$+m₂•$\overline{ON}$       F．m₁•$\overline{OM}$+m₂•$\overline{OP}$．

Answer 1

分析 （1）在做“驗證動量守恒定律”的實驗中，是通過平拋運動的基本規(guī)律求解碰撞前后的速度的，所以要保證每次小球都做平拋運動，則軌道的末端必須水平；
（2）根據(jù)實驗注意事項分析答題；
（3）根據(jù)動量守恒定律求出實驗需要驗證的表達式，然后答題；

解答 解：（1）A、“驗證動量守恒定律”的實驗中，是通過平拋運動的基本規(guī)律求解碰撞前后的速度的，只要離開軌道后做平拋運動，對斜槽是否光滑沒有要求，故A錯誤；
B、要保證每次小球都做平拋運動，則軌道的末端必須水平，故B正確；
C、為保證兩球發(fā)生對心正碰，碰撞后小球做平拋運動，碰撞的瞬間m₁ 和m₂ 球心連線與軌道末端的切線平行，故C正確；
D、要保證碰撞前的速度相同，所以入射球每次都要從同一高度由靜止?jié)L下，故D正確．
故選：BCD．
（2）為防止兩球碰撞后入射球反彈，入射球的質(zhì)量應(yīng)大于被碰球的質(zhì)量，即 m₁大于m₂． 
（3）兩球離開軌道后做平拋運動，它們拋出點的高度相等，在空中的運動時間t相等，
如果碰撞過程動量守恒，則m₁v₁=m₁v₁′+m₂v₂′，兩邊同時乘以t得：m₁v₁t=m₁v₁′t+m₂v₂′t，
m₁•$\overline{OP}$=m₁•$\overline{OP}$+m₂•$\overline{ON}$，因此比較AD兩組數(shù)值在誤差范圍內(nèi)相等，從而驗證動量守恒定律．
故答案為：（1）BCD；（2）大于；（3）AD

點評 本題主要考查了“驗證動量守恒定律”的實驗的原理及要求以及數(shù)據(jù)處理等基礎(chǔ)知識，要注意明確利用平拋運動規(guī)律分析探究動量守恒定律的實驗方法．