Question

【題目】如圖1為“碰撞實驗器”，它可以探究動量守恒定律，即研究兩個小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關系．

（1）實驗中必須要求的條件是 ．

A．斜槽軌道盡量光滑以減少誤差

B．斜槽軌道末端的切線必須水平

C．入射球和被碰球的質量必須相等，且大小相同

D．入射球每次必須從軌道的同一位置由靜止釋放

（2）圖1中O點是小球拋出點在地面上的垂直投影．實驗時，先讓入射球m1多次從斜軌上S位置靜止釋放，找到其平均落地點的位置P，測量平拋射程OP．然后，把被碰小球m2靜置于軌道的水平部分，再將入射球m1從斜軌上S位置靜止釋放，與小球m2相碰，并多次重復．本實驗還需要完成的必要步驟是 （填選項前的符號）．

A．用天平測量兩個小球的質量m1、m2

B．測量拋出點距地面的高度H

C．分別找到m1、m2相碰后平均落地點的位置M、N

D．測量平拋射程OM、ON

（3）某次實驗中得出的落點情況如圖2所示，假設碰撞過程中動量守恒，則入射小球質量m1和被碰小球質量m2之比為 ．

Answer 1

【答案】（1）BD （2）ACD （3）4:1

【解析】

試題（1）A、只要小球離開軌道時的水平速度相等即可，不需要要求軌道光滑，故A錯誤；為了保證小球做平拋運動，斜槽末端必須水平；故B正確；為防止入射球反彈，入射球的質量應大于被碰球的質量，故C錯誤；為保證小球每次平拋的速度均相同；故應入射小球每次從同一點由靜止釋放；故D正確；

（2）實驗時，先讓入射球ml多次從斜軌上S位置靜止釋放，找到其平均落地點的位置P，測量平拋射程OP．然后，把被碰小球m2靜置于軌道的水平部分，再將入射球ml從斜軌上S位置靜止釋放，與小球m2相碰，并多次重復．測量平均落點的位置，找到平拋運動的水平位移，因此步驟中CD是必須的，而且C要在D之前．至于用天平秤質量先后均可以．所以答案是ACD；

（3）由圖2所示可知，OP=25．5cm，OM=15．5cm，ON=40．0cm，如果兩球碰撞過程動量守恒，則：，代入數據求得：；