Question

【題目】如圖1所示，在“驗證動量守恒定律”實驗中，A、B兩球半徑相同。先讓質量為m1的A球從斜槽上某一固定位置C由靜止開始滾下，從軌道末端拋出，落到位于水平地面的復寫紙上，在下面的白紙上留下痕跡。重復上述操作10次，得到10個落點痕跡。再把質量為m2的B球放在水平軌道末端，讓A球仍從位置C由靜止滾下，A球和B球碰撞后，分別在白紙上留下各自的落點痕跡，重復操作10次。M、P、N為三個落點的平均位置，未放B球時，A球的落點是P點，O點是軌道末端在記錄紙上的豎直投影點，如圖2所示。

（1）為了盡量減小實驗誤差，A球碰后要沿原方向運動，兩個小球的質量應滿足m1________m2（選填“>”或“<”）。

（2）實驗中，不容易直接測定小球碰撞前后的速度。但是，可以通過僅測量______(填選項前的符號)，間接地解決這個問題。

A.小球開始釋放高度h

B.小球拋出點距地面的高度H

C.小球做平拋運動的水平位移

（3）關于本實驗的條件和操作要求，下列說法正確的是________。

A.斜槽軌道必須光滑

B.斜槽軌道末端必須水平

C.B球每次的落點一定是重合的

D.實驗過程中，復寫紙和白紙都可以移動

（4）已知A、B兩個小球的質量m1、m2，三個落點位置與O點距離分別為OM、OP、ON。在實驗誤差允許范圍內，若滿足關系式________，則可以認為兩球碰撞前后的總動量守恒。

Answer 1

【答案】＞ C B

【解析】

(1)[1]碰撞過程中動量、能量均守恒，因此有

因此有

因此要使入射小球m1碰后不被反彈，應該滿足

(2)[2]驗證動量守恒定律實驗中，即研究兩個小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關系，直接測定小球碰撞前后的速度是不容易的，根據平拋運動規律，若落地高度不變，則運動時間不變，因此可以用水平射程大小來體現水平速度大小，故需要測量水平射程，AB錯誤，C正確；

故選C；

(3)[3]實驗中，斜槽軌道不一定需要光滑，但是斜槽軌道末端必須水平，保證小球做平拋運動，實驗中，復寫紙和白紙位置不可以移動，B球每次的落點不一定是重合的，ACD錯誤，B正確。

故選B；

(4)[4]根據平拋運動可知，落地高度相同，則運動時間相同，設落地時間為t,則

,,

而動量守恒的表達式是

若兩球相碰前后的動量守恒，則需要驗證表達式

即可。