Question

【题目】用半径相同的两小球A、B的碰撞验证动量守恒定律，实验装置示意如图所示，斜槽与水平槽圆滑连接。实验时先不放B球，使A球从斜槽上某一固定点C由静止滚下，落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹。再把B球静置于水平槽前端边缘处，让A球仍从C处由静止滚下，A球和B球碰撞后分别落在记录纸上留下各自的痕迹。记录纸上的O点是重垂线所指的位置，若各落点痕迹到O的距离分别为OM＝S1，OP＝S2，ON＝S3，并知两球的质量分别为m＝10g与M＝20g，则：

(1)实验中，下列操作中正确的是_____（填选项前的符号）

A．入射球A质量应用20g的小球

B．入射球A质量应用10g的小球

C．斜槽轨道末端应调节水平，但就算不水平，只要高度一样，其实也不影响结果

D．斜槽应保证光滑，若有摩擦则实验必定失败

(2)实验中，不需要测量的物理量是_____（填选项前的符号）

A．两个小球的质量M、m B．小球抛出点距地面的高度H

C．A小球单独作平抛运动的射程OP D．A碰撞B之后各自分别做平抛的射程OM和ON

(3)若此次实验的碰撞过程中两球为系统的动量守恒，则应成立的表达式为_____（用题中所测各物理量的符号表示）。

Answer 1

【答案】A B

【解析】

(1)[1]AB．根据实验原理，小球碰撞后都应沿原方向运动，故入射球应用质量大的，故A正确B错误；

C．末端水平可以保证小球碰后都做平抛运动，故C错误；

D．小球每次从斜槽上某一固定点由静止滚下，根据实验原理可知不论斜槽是否光滑，对实验没有影响，故D错误.

(2)[2]根据动量守恒定律，对AB球有

AB两球碰撞后，分别做平抛运动，竖直高度相同，即在空中运动时间相等，则有

即有

所以

A．两个小球的质量M、m与分析相符，故A正确；

B．小球抛出点距地面的高度H与分析不符，故B错误；

C．A小球单独作平抛运动的射程OP与分析相符，故C正确；

D．A碰撞B之后各自分别做平抛的射程OM和ON与分析相符，故D正确。

[3]实验的碰撞过程中两球为系统的动量守恒，则应成立的表达式为