问题 填空题

如图所示为“验证动量守恒定律”的实验装置.

(1)下列说法中符合本实验要求的是______.(选填选项前面的字母)

A.入射球比靶球质量大或者小均可,但二者的直径必须相同

B.在同一组实验的不同碰撞中,每次入射球必须从同一高度由静止释放

C.安装轨道时,轨道末端必须水平

D.需要使用的测量仪器有天平、刻度尺和秒表

(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平均落点位置为M、P、N,并测得它们到O点的距离分别为OM、OP和ON.已知入射球的质量为m1,靶球的质量为m2,如果测得m1

.
OM
+m2
.
ON
近似等于______,则认为成功验证了碰撞中的动量守恒.若测得
.
OM
+
.
OP
近似等于______,则认为在碰撞前后能量守恒.

答案

(1)A、在小球碰撞过程中水平方向动量守恒定律故有m1v0=m1v1+m2v2

在碰撞过程中动能守恒故有

1
2
m1v02=
1
2
m1v12+
1
2
m2v22

解得v1=

m1-m2
m1+m2
v0 

要碰后入射小球的速度v1>0,即m1-m2>0,即入射球要比靶球质量大,

要发生水平方向的对心碰撞,故二者的直径必须相同

故答案A错误.

B、在同一组的实验中要保证入射球和靶球每次平抛的速度都相同,故每次入射球必须从同一高度由静止释放.故B正确.

C、要保证每次小球都做平抛运动,则轨道的末端必须水平.故C正确.

D、本实验不需要测小球平抛运动的速度,故不需要测运动的时间,所以不需要秒表.故D错误.

故选BC.

(2)在小球碰撞过程中水平方向动量守恒定律故有m1v0=m1v1+m2v2

即有m1v0t=m1v1t+m2v2t

故有m1

.
OP
=m1
.
OM
+m2
.
ON

故答案为m1

.
OP
      

若在碰撞过程中动能守恒则有

1
2
m1v02=
1
2
m1v12+
1
2
m2v22

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

又由于m1

.
OP
=m1
.
OM
+m2
.
ON

联立以上两式可得

.
OM
+
.
OP
=
.
ON

故答案为

.
ON

故本题的答案为:(1)BC

(2)m1

.
OP
.
ON

单项选择题 A1/A2型题
单项选择题 B1型题