Question

6．如圖所示為“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)裝置．
（1）下列說(shuō)法中符合本實(shí)驗(yàn)要求的是AD．
A．安裝軌道時(shí)，軌道末端必須水平
B．需要使用的測(cè)量?jī)x器有天平、刻度尺和秒表
C．入射球比靶球質(zhì)量大或者小均可，但二者的直徑必須相同
D．在同一組實(shí)驗(yàn)的不同碰撞中，每次入射球必須從同一高度由靜止釋放
（2）實(shí)驗(yàn)中記錄了軌道末端在記錄紙上的豎直投影為O點(diǎn)，經(jīng)多次釋放入射球，在記錄紙上找到了兩球平均落點(diǎn)位置為M、P、N，并測(cè)得它們到O點(diǎn)的距離分別為OM、OP和ON．已知入射球的質(zhì)量為m₁，靶球的質(zhì)量為m₂，如果測(cè)得m₁$\overline{OP}$=m₁$\overline{OM}$+m₂$\overline{ON}$，則認(rèn)為成功驗(yàn)證了碰撞中的動(dòng)量守恒．

Answer 1

分析 （1）要使兩球發(fā)生對(duì)心正碰，兩球半徑應(yīng)相等，為防止入射球碰撞后反彈，入射球的質(zhì)量應(yīng)大于被碰球的質(zhì)量，根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)分析答題；
（2）應(yīng)用動(dòng)量守恒定律根據(jù)圖示求出需要驗(yàn)證的表達(dá)式，然后分析答題．

解答 解：（1）A、為保證小球離開(kāi)軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)，小球離開(kāi)軌道時(shí)的速度必須水平，安裝軌道時(shí)，軌道末端必須水平，故A正確；
B、實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)出小球質(zhì)量與小球的水平位移，需要使用的測(cè)量?jī)x器有天平和刻度尺，因不需要計(jì)時(shí)，故不需要秒表；故B錯(cuò)誤；
C、要使兩球發(fā)生對(duì)心正碰，兩球半徑應(yīng)相等，為防止入射球碰撞后反彈，入射球的質(zhì)量應(yīng)大于靶球的質(zhì)量，即：入射球比靶球質(zhì)量大，入射球與靶球半徑應(yīng)相等，故C錯(cuò)誤；
D、為保持入射球的初速度相等，在同一組實(shí)驗(yàn)的不同碰撞中，每次入射球必須從同一高度由靜止釋放，故D正確；
故選：AD．
②兩球碰撞后做平拋運(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，碰撞過(guò)程動(dòng)量守恒，則m₁v₁=m₁v₁′+m₂v₂′，
兩邊同時(shí)乘以時(shí)間t得：m₁v₁t=m₁v₁′t+m₂v₂′t，則m₁$\overline{OP}$=m₁$\overline{OM}$+m₂$\overline{ON}$，故只要滿足m₁$\overline{OP}$=m₁$\overline{OM}$+m₂$\overline{ON}$，碰撞過(guò)程中，系統(tǒng)動(dòng)量守恒．
故答案為：（1）AD；（2）m₁$\overline{OP}$=m₁$\overline{OM}$+m₂$\overline{ON}$

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、實(shí)驗(yàn)器材的選擇、數(shù)據(jù)處理，知道實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)即可正確解題；小球離開(kāi)軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)，它們?cè)诳罩械倪\(yùn)動(dòng)時(shí)間相等，水平位移與初速度成正比，故可以用水平位移表示初速度．