Question

在用如圖所示的裝置做”驗證動量守恒定律”實驗時，入射球a的質量為m₁，被碰球b的質量為m₂，小球的半徑為r，各小球的落地點如圖所示，下列關于這個實驗的說法正確的是

D

 
A．入射球與被碰球最好采用大小相同、質量相同的小球
B．讓入射球與被碰球連續10次相碰，每次都要使入射小球從斜槽上不同的位置滾下
C．要驗證的表達式是m₁

.

ON

=m₁

.

OM

+m₂

.

OP

．
D．要驗證的表達式是m₁

.

OP

=m₁

.

OM

+m₂

.

ON

．

Answer 1

分析：要保證碰撞前后a球的速度方向保持不變，則必須讓a球的質量m₁大于b球的質量m₂．為了保證每次小球運動的情況相同，故應該讓入射小球a每次從同一位置滾下．本題要驗證動量守恒定律定律即m₁v₀=m₁v₁+m₂v₂，故需驗證m₁

.

0P

=m₁

.

OM

+m₂

.

ON

．

解答：解：A、要保證碰撞前后a球的速度方向保持不變，則必須讓a球的質量m₁大于b球的質量m₂．故A錯誤．
B、為了保證每次小球運動的情況相同，故應該讓入射小球a每次從同一位置滾下．故B錯誤．
C、要驗證動量守恒定律定律即m₁v₀=m₁v₁+m₂v₂
根據兩小球運動的時間相同，上式可轉換為m₁v₀t=m₁v₁t+m₂v₂t
故有m₁

.

OP

=m₁

.

OM

+m₂

.

ON

，這就是要驗證的表達式．故C錯誤，D正確．
故選D．

點評：本實驗的一個重要的技巧是入射球和靶球從同一高度作平拋運動并且落到同一水平面上，故下落的時間相同，所以在實驗的過程當中把本來需要測量的速度改為測量平拋過程當中水平方向發生的位移，可見掌握了實驗原理才能順利解決此類題目．