Question

某同学用如图1所示装置，通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律．
（1）实验中必须要求的条件是

BD

A．斜槽轨道尽量光滑以减少误差
B．斜槽轨道末端的切线必须水平
C．入射球和被碰球的质量必须相等，且大小相同
D．入射球每次必须从轨道的同一位置由静止滚下
（2）在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量？
A．水平槽上未放B球时，测量A球落点位置到O点的距离
B．A球与B球碰撞后，测量A球落点位置到O点的距离
C．测量A球或B球的直径
D．测量A球和B球的质量（或两球质量之比）
E．测量G点相对于水平槽面的高度
答：

A、B、D

（填选项号）．
（3）某次实验中得出的落点情况如图2所示，假设碰撞过程中动量守恒，则入射小球质量m₁和被碰小球质量m₂之比为

4：1

．

Answer 1

分析：（1）在做“验证动量守恒定律”的实验中，是通过平抛运动的基本规律求解碰撞前后的速度的，所以要保证每次小球都做平抛运动，则轨道的末端必须水平；
（2）根据实验原理和实验目的可以知道验证动量守恒定律实验中哪些量要测量，怎么通过物理规律测量；
（3）由于两球从同一高度下落，故下落时间相同，所以水平向速度之比等于两物体水平方向位移之比，然后根据动量守恒列方程即可正确求出质量之比．

解答：解：（1）A、“验证动量守恒定律”的实验中，是通过平抛运动的基本规律求解碰撞前后的速度的，只要离开轨道后做平抛运动，对斜槽是否光滑没有要求，故A错误；
B、要保证每次小球都做平抛运动，则轨道的末端必须水平，故B正确；
C、为了使小球碰后不被反弹，要求被碰小球质量大于碰撞小球质量，故C正确；
D、要保证碰撞前的速度相同，所以入射球每次都要从同一高度由静止滚下，故D正确．
故选BD．
 （2）A、水平槽上未放B球时，测量A球落点位置到O点的距离，即测量出碰撞前A球的速度，故A正确；
B、A球与B球碰撞后，测量A球落点位置到O点的距离，即测量出碰撞后A球的速度，故B正确；
C、不需要测量A球或B球的直径，故C错误；
D、测量A球和B球的质量（或两球质量之比），用来表示出球的动量；
E、不需要测量G点相对于水平槽面的高度，故E错误．
故选ABD．
（3）由于两球从同一高度开始下落，且下落到同一水平面上，故两球下落的时间相同．
根据动量守恒定律可得在水平方向有m₁v₀=m₁v₁+m₂v₂，
故m₁v₀t=m₁v₁t+m₂v₂t，
即m₁×x_OP=m₁×x_OM+m₂×x_ON
代入数据求得：m₁：m₂=4：1
故答案为：4：1．

点评：本题主要考查了“验证动量守恒定律”的实验的原理及要求以及数据处理等基础知识，难度不大，属于基础题，是考查基础知识的好题．