Question

14．如圖為“碰撞中的動量守恒”實驗裝置示意圖
①入射小球1與被碰小球2直徑相同，它們的質量相比較，應是m₁＞m₂．（＞、=、＜）
②入射球碰前落地點是紙上的P點；放上被碰小球后兩小球碰后是否同時落地？是；（“是”或者”否”）這時小球1、2的落地點依次是圖中水平面上的M點和N點．
③接下來要完成的必要步驟是ADE．（填選項前的符號）
A．用天平測量兩個小球的質量m₁、m₂；
B．測量小球m₁開始釋放高度h；
C．測量拋出點距地面的高度H；
D．分別找到m₁、m₂相碰后平均落地點的位置M、N；
E．測量平拋射程OM，ON．
④本實驗必須滿足的條件是BCD；
A．斜槽軌道必須是光滑的
B．斜槽軌道末端的切線是水平的
C．入射小球每次都要從同一高度由靜止?jié)L下
D．碰撞的瞬間，入射小球與被碰小球的球心連線與軌道末端的切線平行
⑤實驗中，各小球的落地點如圖所示，這個實驗要驗證的表達式是m_aOP=m_aOM+m_bON．（入射球的質量為m₁，被碰球的質量為m₂）．

Answer 1

分析 ①為防止碰撞過程入射球反彈，入射球的質量應大于被碰球的質量．
②根據(jù)圖示裝置與小球的運動分析答題．
③根據(jù)動量守恒定律求出需要驗證的表達式，然后根據(jù)表達式分析回答③⑤．
④根據(jù)動量守恒中的注意事項進行分析答題．

解答 解：①為防止碰撞過程入射球反彈，入射球的質量應大于被碰球的質量m_a大于m_b，即m_a＞m_b．
②由圖1所示裝置可知，小球a和小球b相撞后，小球b的速度增大，小球a的速度減小，
b球在前，a球在后，兩球都做平拋運動，由圖示可知，未放被碰小球時小球a的落地點為P點，碰撞后a、b的落點點分別為MN點．小球離開軌道后做平拋運動，小球在空中的運動時間t相等；
③碰撞過程動量守恒，
則m_av₀=m_av_A+m_bv_B，兩邊同時乘以時間t得：m_av₀t=m_av_At+m_bv_Bt，則m_aOP=m_aOM+m_bON，
因此A實驗需要測量兩球的質量，然后確這落點的位置；再確定兩球做平拋運動的水平位移，故選ADE．
④本實驗中兩球做平拋運動，故必須要求斜槽末端水平，小球每次下落的位置必須相等；同時為了保證對心碰撞，兩球的半徑應相同；故選：BCD；
⑤由③可知，實驗需要驗證的表達式為：m_aOP=m_aOM+m_bON．
故答案為①＞；②P，是；M；N；③ADE；④BCD；⑤m_aOP=m_aOM+m_bON．

點評 本題考查了實驗需要測量的量、實驗注意事項、實驗原理、刻度尺讀數(shù)、動量守恒表達式，解題時需要知道實驗原理，根據(jù)動量守恒定律與平拋運動規(guī)律求出實驗要驗證的表達式是正確答題的前提與關鍵．