Question

5．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大于m₂． 
（2）為了保證小球做平拋運動，必須調(diào)整斜槽使末端切線水平．

（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′M=1.80厘米，MP=5.72厘米，PN=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，則沒有放被碰球時，入射球落地點是紙上的P點，水平射程是8.52厘米，被碰小球的水平射程是11.02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12.02  cm．
②在以下選項中，哪些是本次實驗必須進行的測量？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、B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 分析圖示實驗情景，根據(jù)實驗原理及注意事項分析前2問；
根據(jù)實驗原理及平拋運動的規(guī)律分析兩小球的運動過程及落點；
用盡可能小的圓將盡可能多的小球的落點圈住，圓心的位置就可以看成是小球的平均落點；
根據(jù)實驗原理，求出需要驗證的表達式，然后確定本次實驗必須進行的測量．

解答 解：（1）為防止碰撞過程入射球反彈，入射球的質(zhì)量應(yīng)大于被碰球的質(zhì)量，即：m₁大于m₂．
（2）為了保證小球做平拋運動，必須調(diào)整斜槽使末端切下水平．
（3）由圖2所示可知，入射球碰前落地點是紙上的P點，
水平射程是OP=OO′+O′M+MP=1.00+1.80+5.72=8.52cm，
被碰小球的水平射程：O′N=O′M+MP+PN=1.80+5.72+3.50=11.02cm．
（4））①用盡可能小的圓將盡可能多的小球的落點圈住，圓心的位置就可以看成是小球的平均落點；該落點的讀數(shù)為12.02cm．
②小球離開軌道后做平拋運動，由于小球拋出點的高度相等，小球的運動時間t相等，
如果碰撞過程動量守恒，則：m₁v₁=m₁v₁′+m₂v₂′，兩邊同時乘以時間t得：
m₁v₁t=m₁v₁′t+m₂v₂′t，則：m₁OP=m₁OM+m₂O′N，
故實驗需要驗證的表達式為：m₁OP=m₁OM+m₂O′N，
實驗需要測量：兩小球的質(zhì)量、碰撞前后入射球與被碰球的水平位移，實驗不需要測量球的直徑與球拋出點的高度，故選：ABD．
故答案為：（1）大于；（2）末端切線水平；（3）P；8.52；11.02；（4）12.02；ABD．

點評 本題考查了實驗注意事項、求小球的水平位移、實驗需要測量的量、求實驗需要驗證的表達式，知道實驗原理、實驗注意事項、應(yīng)用動量守恒定律求出動量守恒的表達式即可正確解題．