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______
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:______(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______.
(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×xOP=m1×xOM+m2×xON
代入数据求得:m1:m2=4:1
故答案为:4:1.