Question

【題目】某同學做“驗證動量守恒定律”的實驗（如圖1所示），即研究兩個小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關系。

（1）圖中點是小球拋出點在地面上的垂直投影。實驗時，先讓入射球多次從斜軌上位置靜止釋放，找到其平均落地點的位置，測量平拋射程．然后，把被碰小球靜置于軌道的水平末端部分，再將入射球從斜軌上位置靜止釋放，與小球相碰，并多次重復。接下來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、，且有

B．測量小球開始釋放的高度

C．測量拋出點距地面的高度

D．分別找到、相碰后平均落地點的位置、

E．測量平拋射程、

（2）在某次的實驗中，得到小球的落點情況如圖2所示，假設碰撞中系統動量守恒，則入射小球的質量和被碰小球的質量之比為__。

（3）若碰撞中系統動量守恒，、、三者再滿足關系式__，則可證明碰撞是彈性碰撞。

Answer 1

【答案】

【解析】

（1）[1]．物體的動量用來表述，因此實驗中需要測出參與守恒驗證的物體的前后動量，即需測出物體質量與對應時刻的物體速度，另外碰撞球近于彈性碰撞，遵循“大”碰“小”往前跑，“小”碰“大”往回跑的規律，而本實驗要求碰后向前跑，故A步驟必須。

每次使球1從同一位置滑下，力學情境不變，從而保證每次碰前速度不變，故B步驟不需要。

1、2球碰前后都從同一點（同一高度）水平飛出（平拋），碰前動量：；碰后動量：，因此守恒驗證只需與比較即可，故C步驟不需要，DE步驟必需。

故答案為ADE；

（2）[2]．動量守恒，代入圖中數據得：

。

（3）[3]．若為彈性碰撞同時滿足動能守恒，有

；

即

聯立解得：

（小球2碰撞前靜止，；

也就是說滿足的條件下時，有關系的碰撞可認為是彈性碰撞。