Question

【題目】國(guó)慶同學(xué)在做“探究碰撞中的不變量”實(shí)驗(yàn)中，所用裝置如圖甲所示，已知槽口末端在白紙上的投影位置為O點(diǎn)。回答以下問題：

(1)實(shí)驗(yàn)室的老師為國(guó)慶同學(xué)準(zhǔn)備了一些實(shí)驗(yàn)儀器，本實(shí)驗(yàn)中需要的是___________。

A.秒表 B.天平 C.刻度尺 D.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

(2)為了完成本實(shí)驗(yàn)，下列必須具備的實(shí)驗(yàn)條件或操作步驟是___________。

A.斜槽軌道末端的切線必須水平 B.入射球和被碰球大小必須相同

C.入射球和被碰球的質(zhì)量必須相等 D.必須測(cè)出桌面離地的高度H

(3)國(guó)慶同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中正確操作，認(rèn)真測(cè)量，得出的落點(diǎn)情況如圖乙所示，則入射小球質(zhì)量和被碰小球質(zhì)量之比為____________。

(4)若兩球間的碰撞是彈性碰撞，入射小球質(zhì)量m1，被碰小球質(zhì)量m2，應(yīng)該有等式________成立。（用圖甲中標(biāo)注的字母符號(hào)表示）

Answer 1

【答案】BC AB 3∶2

【解析】

(1)[1]A.本實(shí)驗(yàn)中由于平拋運(yùn)動(dòng)高度相同，運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，不需要測(cè)量時(shí)間，故A錯(cuò)誤；

B.驗(yàn)證動(dòng)量守恒，需要計(jì)算動(dòng)量，需要測(cè)量質(zhì)量，故B正確；

C.實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量落點(diǎn)到拋出點(diǎn)的水平距離，故需要刻度尺，故C正確；

D.實(shí)驗(yàn)中不需要處理紙帶，不需要打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，故D錯(cuò)誤；

故選BC。

(2)[2]A. 實(shí)驗(yàn)是通過平拋研究問題，故槽口末端水平，故A正確；

B. 兩球需要發(fā)生對(duì)心碰撞，則兩球大小需相同，故B正確；

C. 入射球質(zhì)量要大于被碰球質(zhì)量，即m1＞m2，防止碰后m1被反彈，故C錯(cuò)誤；

D.小球平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，不需要測(cè)出桌面離地的高度，故D錯(cuò)誤；

故選AB。

(3)[3] P是入射球碰撞前的落點(diǎn)，M是入射球碰撞后的落點(diǎn)，N是被碰球碰撞后的落點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)需要驗(yàn)證：

m1v1=m1v1′+m2v2

兩邊同時(shí)乘以小球做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t，得

m1v1t=m1v1′t+m2v2t

結(jié)合平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律得

代入數(shù)據(jù)解得

m1：m2=3：2

(4)[4] 小球發(fā)生彈性碰撞，碰撞過程中系統(tǒng)動(dòng)量守恒、機(jī)械能也守恒，有

可得：