Question

【題目】在研究“碰撞中動量守恒”的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示：

（1）若兩個半徑相同的小球A與B的質(zhì)量之比，則入射球應(yīng)選_______（選填mA或mB）。

（2）實(shí)驗(yàn)中可能引起誤差的是（______）

A．斜槽軌道有摩擦

B．軌道末端切線不水平

C．碰撞時兩球心不在同一高度

D．落點(diǎn)位置不是平均位置

（3）若入射球質(zhì)量為m1，被碰球質(zhì)量為m2，小球半徑均為r，各落點(diǎn)位置如圖（乙）所示，其中O為軌道末端所裝重錘線的投影點(diǎn)，并測得OM = a，OP = b，ON = c，則碰撞中動量守恒的表達(dá)式可寫為______________________________________________。

Answer 1

【答案】 ; BCD; ;

【解析】

實(shí)驗(yàn)是要驗(yàn)證兩個小球碰撞過程系統(tǒng)動量守恒，為防止小球反彈，還要保證入射球質(zhì)量要大于被碰球質(zhì)量；實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證兩個小球系統(tǒng)碰撞過程動量守恒，即要驗(yàn)證，可以通過平拋運(yùn)動將速度的測量轉(zhuǎn)化為水平射程的測量；

解：(1)本實(shí)驗(yàn)中為了防止入射球反彈，應(yīng)用質(zhì)量大的球去撞擊質(zhì)量輕的小球，故入射球選擇mB；

(2)A、本實(shí)驗(yàn)中通過平拋運(yùn)動規(guī)律求解碰前的速度，每次入射球必須從同一高度由靜止釋放，保證碰前的速度相同即可，不需要斜槽光滑，故A錯誤；

B、為了保證小球做平拋運(yùn)動，安裝軌道時，軌道末端必須水平，否則會引起誤差，故B正確；

C、為了發(fā)生對心碰撞，兩球的直徑需相同，若不在同一高度，會引起誤差，故C正確；

D、在本實(shí)驗(yàn)中落點(diǎn)有會有多個點(diǎn)，為了準(zhǔn)確，應(yīng)取落點(diǎn)位置的平均位置，否則會出現(xiàn)較大的誤差，故D正確；

故選BCD；

(3)碰撞過程中，如果水平方向動量守恒，由動量守恒定律得：，小球做平拋運(yùn)動時拋出點(diǎn)的高度相等，它們在空中的運(yùn)動時間t相等，兩邊同時乘以時間t，則有：，所以表達(dá)式為：；