Question

10．驗(yàn)證碰撞中動(dòng)量守恒的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，A、B是直徑均為d，質(zhì)量分別為m_A和m_B的兩個(gè)小球．
①兩小球質(zhì)量的關(guān)系應(yīng)滿足B
A．m_A=m_B       B．m_A＞m_B      C．m_A＜m_B     D．沒有限制
②現(xiàn)有下列器材，為完成本實(shí)驗(yàn)，哪些是必需的？請(qǐng)將這些器材前面的序號(hào)字母填在橫線上BCD．
A、秒表          B、刻度尺        C、天平          D、圓規(guī)
③如果碰撞中動(dòng)量守恒，根據(jù)圖中各點(diǎn)間的距離，則下列式子可能成立的是A
A、$\frac{m_A}{m_B}=\frac{o'N}{MP}$   B、$\frac{m_A}{m_B}=\frac{o'P}{MN}$   C、$\frac{m_A}{m_B}=\frac{ON}{MP}$   D、$\frac{m_A}{m_B}=\frac{OP}{MN}$．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)分析答題．
（2）應(yīng)用動(dòng)量守恒定律求出需要驗(yàn)證的表達(dá)式．
（3）兩球碰撞后做平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律求出球的速度，然后應(yīng)用動(dòng)量守恒定律答題．

解答 解：（1）為防止碰撞后入射球反彈，入射球的質(zhì)量應(yīng)大于被碰球的質(zhì)量；
故m_A＞m_B；故B正確；
（2）兩球離開軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)，它們拋出點(diǎn)的高度相等，在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t相等，如果碰撞過程動(dòng)量守恒，則有：
m₁v₁=m₁v₁′+m₂v₂′，
兩邊同時(shí)乘以t得：m₁v₁t=m₁v₁′t+m₂v₂′t，
即為：m₁OP=m₁OM+m₂O′N，m₁OP=m₁OM+m₂（ON-2r），由此可知，實(shí)驗(yàn)需要測(cè)出小球質(zhì)量、小球的水平位移，
測(cè)質(zhì)量需要天平，測(cè)水平位移需要刻度尺，故需要的測(cè)量工具為：天平、刻度尺．
為了確定落點(diǎn)，還需要用到圓軌；故選：ACD；
（3）兩球碰撞后，小球做平拋運(yùn)動(dòng)，由于小球拋出點(diǎn)的高度相等，
它們?cè)诳罩凶銎綊佭\(yùn)動(dòng)的時(shí)間t相等，小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度：
v_A=$\frac{OP}{t}$，v_A′=$\frac{OM}{t}$，v_B′=$\frac{O′N}{t}$，
由動(dòng)量守恒定律得：m_Av_A=m_Av_A′+m_Bv_B′，
則m_A$\frac{OP}{t}$=m_A$\frac{OM}{t}$+m_B$\frac{O′N}{t}$，
$\frac{{m}_{A}}{{m}_{B}}$=$\frac{O′N}{OP-OM}$=$\frac{O′N}{MP}$，故A正確；
故答案為：①B；②BCD；③A

點(diǎn)評(píng) 本題考查驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的驗(yàn)證；要知道實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、實(shí)驗(yàn)原理、應(yīng)用動(dòng)量守恒定律即可正確解題．小球落點(diǎn)平均位置確定的方法：平均圓法，理解基本原理是利用平拋運(yùn)動(dòng)知識(shí)，用水平位移替代平拋運(yùn)動(dòng)的初速度，知道動(dòng)量守恒的條件．