问题 填空题

如图所示为“验证碰撞中的动量守恒”的实验装置.

(1)下列说法符合本实验要求的是______.

A.入射球比靶球质量大或者小均可

B.每次入射球必须从同一高度由静止释放

C.安装轨道时末端切线必须水平

D.实验中需要测量轨道末端离地面的高度

(2)实验中记录了轨道末端在记录纸上的竖直投影为O点,经多次释放入射球,在记录纸上找到了两球的平均落点位置M、P、N,并测得它们到O点的距离分别为

.
OM
.
OP
.
ON
.已知入射球的质量为m1,靶球的质量为m2,只要验证等式______成立,即可认为碰撞中的动量守恒.

(3)满足(2)的情况下,若满足等式______成立,即可认为碰撞为弹性碰撞.(仅用

.
OM
.
OP
.
ON
表示)

答案

(1)A、为防止碰后m1被反弹,入射球质量要大于被碰球质量,即m1>m2,故A错误;

B、为保证碰撞的初速度相同,入射球每次必须从轨道的同一位置由静止滚下,故B正确;

C、为保证小球做平抛运动,安装轨道时末端切线必须水平,故C正确;

D、小球做平抛运动的时间由高度差决定,由于高度差一定,故平抛的时间都相同,故水平射程与平抛的初速度成正比,故不需要测量高度差,只要满足m1

.
OP
=m1
.
OM
+m2
.
ON
,就一定有m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′,故D错误;

故选:BC.

(2)实验要验证两个小球碰撞前后总动量守恒,即:m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′;

小球做平抛运动的时间由高度差决定,由于高度差一定,故平抛的时间都相同,故水平射程与平抛的初速度成正比,故不需要测量高度差,只要满足:m1

.
OP
=m1
.
OM
+m2
.
ON

(3)小球发生弹性碰撞,碰撞过程中系统动量守恒、机械能也守恒,根据守恒定律,有:

m1

.
OP
=m1
.
OM
+m2
.
ON

1
2
m1
.
OP
2=
1
2
m1
.
OM
2+
1
2
m2
.
ON
2

两式联立消去质量可得:

.
OP
2=
.
OM
2
+
.
ON
.
MP

再化解得到:

.
ON
=
.
OP
+
.
OM

故答案为:(1)BC;(2)m1

.
OP
=m1
.
OM
+m2
.
ON
;(3)
.
ON
=
.
OP
+
.
OM

选择题
单项选择题 B1型题