Question

如圖1所示，在做“碰撞中的動量守恒”實驗中．

（1）下面是本實驗部分測量儀器或工具，需要的是

BC

．
A．秒表        B．天平
C．刻度尺      D．彈簧秤
（2）完成本實驗，下列必須要求的條件是

AC

．
A．斜槽軌道末端的切線必須水平    B．入射球和被碰球的質量必須相等
C．入射球和被碰球大小必須相同    D．入射球每次不必從軌道的同一位置由靜止?jié)L下
（3）某次實驗中用游標卡尺測量小球的直徑，如圖2所示，該小球的直徑為

11.3

mm．
（4）某次實驗中得出的落點情況如圖3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

4：1

．

Answer 1

分析：兩球做平拋運動，由于高度相等，則平拋的時間相等，水平位移與初速度成正比，把平拋的時間作為時間單位，小球的水平位移可替代平拋運動的初速度．將需要驗證的關系速度用水平位移替代．根據實驗的原理確定所需的器材．
游標卡尺的讀數等于固定刻度讀數加上游標讀數，不需估讀．
根據小球的水平位移關系得出速度關系，結合動量守恒定律得出入射小球和被碰小球的質量關系．

解答：解：（1）在本實驗中，用水平位移代替速度，驗證動量守恒定律，需要測量質量和水平位移，所以所需的器材為：天平和刻度尺．故選：BC．
（2）A、為了使小球做平拋運動，斜槽軌道的末端切線必須水平．故A正確．
B、為了發(fā)生正碰，且入射小球不反彈，入射小球的質量應大于被碰小球的質量，兩球的大小需相同．故B錯誤，C正確．
D、為了使入射小球每次到達底端的速度相同，則每次必須從同一位置由靜止釋放．故D錯誤．
故選：AC．
（3）游標卡尺的固定刻度讀數為11mm，游標讀數為0.1×3mm=0.3mm，則小球的直徑為11.3mm．
（4）A球單獨釋放時的水平位移為x₁=25.50cm，與B球碰后，A球的水平位移為x₂=15.50cm，B球的水平位移為x₃=41.10-1.10cm=40cm．
根據動量守恒定律得：m₁x₁=m₁x₂+m₂x₃，解得：m₁：m₂=4：1．
故答案為：（1）BC  （2）A C （3）11.3   （4）4：1

點評：本題是運用等效思維方法，平拋時間相等，用水平位移代替初速度，這樣將不便驗證的方程變成容易驗證．