Question

15．在用如图所示的装置做”验证动量守恒定律”实验时，入射球a的质量为m₁，被碰球b的质量为m₂，小球的半径为r，各小球的落地点如图所示，下列关于这个实验的说法正确的是（　　）

• A． 入射球与被碰球最好采用大小相同、质量相同的小球
• B． 让入射球与被碰球连续10次相碰，每次都要使入射小球从斜槽上不同的位置滚下
• C． 要验证的表达式是m₁$\overline{ON}$=m₁$\overline{OM}$+m₂$\overline{OP}$
• D． 要验证的表达式是m₁$\overline{OP}$=m₁$\overline{OM}$+m₂$\overline{ON}$

Answer 1

分析 要保证碰撞前后a球的速度方向保持不变，则必须让a球的质量m₁大于b球的质量m₂．为了保证每次小球运动的情况相同，故应该让入射小球a每次从同一位置滚下．本题要验证动量守恒定律定律即m₁v₀=m₁v₁+m₂v₂，应用动量守恒定律与平抛运动特点分析答题．

解答 解：A、为让两球发生对心碰撞，两球的直径应相等，即两球大小相等，为防止碰撞后入射球反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量，故A错误；
B、让入射球与被碰球连续10次相碰，为保证球的速度相等，每次都使入射小球从斜槽上相同的位置由静止滚下，故B错误；
C、小球离开轨道后做平抛运动，由于小球抛出点的高度相等，它们在空中的运动时间t相等，如果碰撞过程动量守恒，则：m₁v₀=m₁v₁+m₁v₂，两边同时乘以t得：m₁v₀t=m₁v₁t+m₁v₂t，即m₁$\overline{OP}$=m₁$\overline{OM}$+m₂$\overline{ON}$，故D正确，C错误；
故选：D．

点评 本实验的一个重要的技巧是入射球和靶球从同一高度作平抛运动并且落到同一水平面上，故下落的时间相同，所以在实验的过程当中把本来需要测量的速度改为测量平抛过程当中水平方向发生的位移，可见掌握了实验原理才能顺利解决此类题目．