Question

【題目】在實(shí)驗(yàn)室里為了驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，一般采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置：

（1）若入射小球質(zhì)量為，半徑為，被碰小球質(zhì)量為，半徑為，則________．

A. B. C. D.

（2）以下所提供的測(cè)量工具中必需的是________．

A. 直尺 B. 天平 C. 彈簧測(cè)力計(jì) D. 秒表

（3）設(shè)入射小球的質(zhì)量為，被碰小球的質(zhì)量為，則在用圖甲所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)(P為碰前入射小球落點(diǎn)的平均位置)，所得“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的表達(dá)式為__________(用裝置圖中的字母表示)

Answer 1

【答案】C AB

【解析】

（1）為了保證碰撞前后使入射小球的速度方向不變，故必須使入射小球的質(zhì)量大于被碰小球的質(zhì)量；為了使兩球發(fā)生正碰，兩小球的半徑相同；
（2）求出需要驗(yàn)證的表達(dá)式，根據(jù)表達(dá)式確定需要測(cè)量的量，然后確定測(cè)量工具；
（3）根據(jù)動(dòng)量守恒定律與圖示實(shí)驗(yàn)情景確定需要驗(yàn)證的表達(dá)式；

（1）在小球碰撞過(guò)程中水平方向動(dòng)量守恒定律故有：
在碰撞過(guò)程中動(dòng)能守恒故有：

解得：

要碰后入射小球的速度，故，即，
為了使兩球發(fā)生正碰，兩小球的半徑相同，，故選項(xiàng)C正確，ABD錯(cuò)誤；

（2）P為碰前入射小球落點(diǎn)的平均位置，M為碰后入射小球的位置，N為碰后被碰小球的位置，碰撞前入射小球的速度為：
碰撞后入射小球的速度為：
碰撞后被碰小球的速度為：
若則表明通過(guò)該實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了兩球碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒，
代入數(shù)據(jù)得：
故需要測(cè)量的工具有刻度尺和天平，故選項(xiàng)AB正確，CD錯(cuò)誤；

（3）根據(jù)小題2的解答可知，表達(dá)式為：．