Question

如圖1為“碰撞中的動量守恒”實驗裝置示意圖

（1）入射小球1與被碰小球2直徑相同，均為d，它們的質(zhì)量相比較，應(yīng)是m₁

＞

m₂．
（2）為了保證小球做平拋運(yùn)動，必須調(diào)整斜槽

其末端切線水平

．
（3）某次實驗中在紙上記錄的痕跡如圖2所示．測得OO′=1.00厘米，O′a=1.80厘米，ab=5.72厘米，bc=3.50厘米，入射球質(zhì)量為100克，被碰小球質(zhì)量是50克，兩球直徑都是1.00厘米，則入射球碰前落地點是紙上的

b

點，水平射程是

8.52

厘米，被碰小球的水平射程是

64.7

厘米．
（4）某同學(xué)改用圖3所示裝置，通過半徑相同的A、B兩球的碰撞來驗證動量守恒定律．
①碰撞后B球的水平程應(yīng)取為

66.0

cm．
②在以下選項中，哪些是本次實驗必須進(jìn)行的測量？
答：

ABD

（填選項號）．
（A）水平槽上未放B球時，測量A球落點位置到O點的距離
（B）A球與B球碰撞后，測量A球落點位置到O點的距離
（C）測量A球或B球的直徑
（D）測量A球和B球的質(zhì)量（或兩球質(zhì)量之比）
（E）測量G點相對于水平槽面的高度．

Answer 1

分析：（1）為了保證碰撞前后使入射小球的速度方向不變，故必須使入射小球的質(zhì)量大于被碰小球的質(zhì)量．
（2）為了保證小球做平拋運(yùn)動，所以必須使斜槽的末端切線水平．
（3）入射球碰前落地點是紙上的b點，水平射程為ob，被碰小球的落點時c，其水平射程是o′c．
（4）根據(jù)實驗原理和實驗?zāi)康目梢灾�道驗證動量守恒定律實驗中哪些量要測量，怎么通過物理規(guī)律測量．

解答：解：（1）在小球碰撞過程中水平方向動量守恒定律故有m₁v₀=m₁v₁+m₂v₂
在碰撞過程中動能守恒故有

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，
故答案為：＞．
（2）要小球做平拋運(yùn)動，則斜槽的末端必須水平．
故答案為；其末端切線水平．
（3）入射球碰前落地點是紙上的b點，水平射程是ob=OO′+O′a+ab=8.52cm
被碰小球的落點時c，其水平射程是：o′c=o′a+ab+bc=64.7  cm
故答案為：b；8.52； 64.7．
（4）①碰撞后B球的水平射程落點如圖4所示，取所有落點中靠近中間的點讀數(shù)，約為66.0cm
②A、水平槽上未放B球時，測量A球落點位置到O點的距離，即測量出碰撞前A球的速度，故A正確；
B、A球與B球碰撞后，測量A球落點位置到O點的距離，即測量出碰撞后A球的速度，故B正確；
C、不需要測量A球或B球的直徑，故C錯誤；
D、測量A球和B球的質(zhì)量（或兩球質(zhì)量之比），用來表示出球的動量；
E、不需要測量G點相對于水平槽面的高度，故E錯誤．
故選：ABD．
故答案為：①66.0；②ABD．

點評：本題主要考查了“驗證動量守恒定律”的實驗的原理及要求以及數(shù)據(jù)處理，體會將速度的測量轉(zhuǎn)化為長度測量的巧妙設(shè)計．