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【题目】如图所示,用碰撞实验器可以验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。

(1)实验必须要求满足的条件是________

A.斜槽轨道必须是光滑的

B.斜槽轨道末端的切线是水平的

C.入射球每次都要从同一高度由静止滚下

D.若入射小球质量为m1,被碰小球质量为m2,则m1>m2

(2)图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时,先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放,找到其平均落地点的位置P,测量平抛射程,然后,把被碰小球m1静置于轨道的末端,再将入射球m1从斜轨S位置静止释放,与小球m2相撞,并多次重复。接下来要完成的必要步骤是________(填选项的符号)

A.用天平测量两个小球的质量m1m2

B.测量小球m1开始释放高度h

C.测量抛出点距地面的高度H

D.分别找到m1m2相碰后平均落地点的位置MN

E.测量平抛射程

(3)若两球相碰前后的动量守恒,则其表达式可表示为_________________((2)中测量的量表示);

【答案】BCD ADE

【解析】

在验证动量守恒定律的实验中,运用平抛运动的知识得出碰撞前后两球的速度,因为下落的时间相等,则水平位移代表平抛运动的速度.根据实验的原理确定需要测量的物理量.

(1)因为平抛运动的时间相等,根据v=x/t,所以用水平射程可以代替速度,则需测量小球平抛运动的射程间接测量速度.故应保证斜槽末端水平,小球每次都从同一点滑下,但是轨道不一定是光滑的;同时为了使得被碰球能飞的更远,防止入射球反弹,球m1的质量应大于球m2的质量;故BCD正确,A错误;故选BCD.

(2)根据动量守恒得,m1v0=m1v1+m2v2,两球碰撞前后均做平抛运动,根据x=vt可以,由于时间相同,则xv成正比,则要验证的关系可表示为: m1OP=m1OM+m2ON,所以要分别找到m1m2相碰后平均落地点的位置MN,从而测量线段OM、OP、ON的长度外,同时还需要测量的物理量是小球1和小球2的质量m1、m2故选ADE.
(3)若两球相碰前后的动量守恒,则其表达式可表示为m1OP=m1OM+m2ON;

练习册系列答案
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B. 两点电场强度大小相等方向相反

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