Question

【題目】某同學(xué)利用如圖所示的裝置進(jìn)行“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)，操作步驟如下：

①在水平桌面上的適當(dāng)位置固定好彈簧發(fā)射器，使其出口處切線與水平桌面相平；

②在一塊長(zhǎng)平木板表面先后釘上白紙和復(fù)寫紙，將該木板豎直并貼緊桌面右側(cè)邊緣。將小球a向左壓縮彈簧并使其由靜止釋放，a球碰到木板，在白紙上留下壓痕P；

③將木板向右水平平移適當(dāng)距離，再將小球a向左壓縮彈簧到某一固定位置并由靜止釋放，撞到木板上，在白紙上留下壓痕P2；

④將半徑相同的小球b放在桌面的右邊緣，仍讓小球a從步驟③中的釋放點(diǎn)由靜止釋放，與b球相碰后，兩球均撞在木板上，在白紙上留下壓痕P1、P3。

(1)下列說(shuō)法正確的是__________。

A.小球a的質(zhì)量一定要大于小球b的質(zhì)量

B.彈簧發(fā)射器的內(nèi)接觸面及桌面一定要光滑

C.步驟②③中入射小球a的釋放點(diǎn)位置一定相同

D.把小球輕放在桌面右邊緣，觀察小球是否滾動(dòng)來(lái)檢測(cè)桌面右邊緣末端是否水平

(2)本實(shí)驗(yàn)必須測(cè)量的物理量有_________。

A.小球的半徑r

B.小球a、b的質(zhì)量m1、m2

C.彈簧的壓縮量x1，木板距離桌子邊緣的距離x2

D.小球在木板上的壓痕P1、P2、P3分別與P之間的豎直距離h1、h2、h3

(3)用(2)中所測(cè)的物理量來(lái)驗(yàn)證兩球碰撞過(guò)程中動(dòng)量是否守恒，當(dāng)滿足關(guān)系式______時(shí)，則證明a、b兩球碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒。

Answer 1

【答案】AD BD

【解析】

(1)[1]．A.小球a的質(zhì)量一定要大于小球b的質(zhì)量，以防止入射球碰后反彈，選項(xiàng)A正確；

B.彈簧發(fā)射器的內(nèi)接觸面及桌面不一定要光滑，只要a球到達(dá)桌邊時(shí)速度相同即可，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；

C.步驟②③中入射小球a的釋放點(diǎn)位置不一定相同，但是步驟③④中入射小球a的釋放點(diǎn)位置一定要相同，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；

D.把小球輕放在桌面右邊緣，觀察小球是否滾動(dòng)來(lái)檢測(cè)桌面右邊緣末端是否水平，選項(xiàng)D正確。

故選AD。

(2) [2]．小球離開(kāi)斜槽后做平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)其水平位移為L，則小球做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間

小球的豎直位移

解得

碰撞前入射球a的水平速度

碰撞后入射球a的水平速度

碰撞后被碰球b的水平速度

如果碰撞過(guò)程系統(tǒng)動(dòng)量守恒，則

m1v1=m1v2+m2v3

即

整理得

則要測(cè)量的物理量是：小球a、b的質(zhì)量m1、m2和小球在木板上的壓痕P1、P2、P3分別與P之間的豎直距離h1、h2、h3，故選BD。

(3)[3]．由以上分析可知當(dāng)滿足關(guān)系式

時(shí)，則證明a、b兩球碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒。