Question

4．如图为探究碰撞中的不变量的实验装置示意图．
（1）本实验非必须要求的条件是A
A．斜槽轨道必须是光滑的
B．斜槽轨道末端点的切线是水平的
C．入射小球每次都从斜槽上的同一位置无初速释放
D．入射球与被碰球满足m_a＞m_b，r_a=r_b
（2）设OM=a，OP=b，ON=c，则只需验证m_ab=m_aa+m_bc．

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）本题要验证动量守恒定律定律即m₁v₀=m₁v₁+m₂v₂，根据平抛运动规律即可得出对应的表达式．

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、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C正确；
D、为了保证小球碰撞为对心正碰，且碰后不反弹，要求m_a＞m_b，r_a=r_b，故D正确．
本题选非必要要求的，故选：A；
（2）要验证动量守恒定律定律即：m_av₀=mav₁+m_bv₂
小球做平抛运动，根据平抛运动规律可知根据两小球运动的时间相同，上式可转换为：
m_av₀t=m_av₁t+m_bv₂t
故需验证m_ab=m_aa+m_bc，
故答案为：（1）A；（2）m_ab=m_aa+m_bc

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．