Question

【题目】（9分）如图所示为实验室中验证动量守恒的实验装置示意图。

（1）若入射小球质量为m1，半径为r1；被碰小球质量为m2，半径为r2，则_______。

A．m1>m2，r1>r2

B．m1>m2，r1<r2

C．m1>m2，r1=r2

D．m1<m2，r1=r2

（2）为完成此实验，以下所提供的测量工具中必需的是_______。（填下列对应的字母）

A．刻度尺 B．游标卡尺 C．天平 D．弹簧测力计 E．秒表

（3）实验中必需要求的条件是_______。

A．斜槽必须是光滑的

B．斜槽末端的切线必须水平

C．m1与m2的球心在碰撞瞬间必须在同一高度

D．m1每次必须从同一高度处滚下

（4）实验中必须测量的物理量是_________。

A．小球的质量m1和m2

B．小球起始高度h

C．小球半径r1和r2

D．小球起飞的时间t

E．桌面离地面的高度H

F．小球飞出的水平距离s

（5）设入射小球的质量m1，被碰小球质量为m2，P为被碰前入射小球落点的平均位置，则关系式_________________（用m1、m2及图中字母表示）成立，即表示碰撞中动量守恒。

Answer 1

【答案】（1）C（1分） （2）AC（1分） （3）BCD（2分） （4）AF（2分）

（5）（3分）

【解析】（1）小球在碰撞过程中动量守恒：m1v0=m1v1+m2v2，动能守恒，则m1v02=m1v12+m2v22，解得，要碰后入射小球的速度v1>0，即m1–m2>0，m1>m2，为了使两球发生正碰，两小球的半径相同，r1=r2，故选C；

（2）P为碰前入射小球落点的平均位置，M为碰后入射小球的位置，N为碰后被碰小球的位置，碰撞前入射小球的速度，碰撞后入射小球的速度：，碰撞后被碰小球的速度： ，若m1v0=m1v1+m2v2，则表明通过该实验验证了两球碰撞过程中动量守恒，整理得：，故需要测量的工具有刻度尺和天平，故选AC；

（3）验证动量守恒定律实验，斜槽轨道不必要光滑，故A错误；为碰撞后两球做平抛运动，碰撞的瞬间，入射小球与被碰小球的球心连线与轨道末端的切线必须平行，故B正确；两球的球心在碰撞瞬间必须在同一高度，以保证正碰，选项C正确；为保证球的初速度相等，入射球每次都要从同一高度由静止滚下，故D正确；故选BCD；

（4）根据（2）的解答可知，实验中必须测量的物理量是：小球的质量m1和m2；小球飞出的水平距离，故选AF；

（5）根据（2）的解答可知，表达式为：。