Question

3．如圖所示為實(shí)驗(yàn)室中驗(yàn)證動(dòng)量守恒的實(shí)驗(yàn)裝置
①若入射小球質(zhì)量為m₁，半徑為r₁；被碰小球質(zhì)量為m₂，半徑為r₂，則AC
A．m₁＞m₂     B．m₁＜m₂     C．r₁=r₂     D．r₁＞r₂
②為完成此實(shí)驗(yàn)，以下所提供的測(cè)量工具中必需的是AC
A．刻度尺    B．游標(biāo)卡尺    C．天平    D．秒表．

Answer 1

分析 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．

解答 解：①為保證兩球發(fā)生對(duì)心正碰，兩球的半徑應(yīng)相等，為防止碰撞后入射球反彈，入射球的質(zhì)量應(yīng)大于被碰球的質(zhì)量，故選AC；
②小球離開軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)，由于小球做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)拋出點(diǎn)的高度h相同，
則它們?cè)诳罩械倪\(yùn)動(dòng)時(shí)間t相等，驗(yàn)證碰撞中的動(dòng)量守恒，需要驗(yàn)證：m₁v₁=m₁v₁′+m₂v₂，
則：m₁v₁t=m₁v₁′t+m₂v₂t，m₁x₁=m₁x₁′+m₂x₂，由圖乙所示可知，需要驗(yàn)證：m₁OP=m₁OM+m₂ON，
因此實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量的量有：①入射小球的質(zhì)量，②被碰小球的質(zhì)量，③入射小球碰前平拋的水平位移，④入射小球碰后平拋的水平位移，⑤被碰小球碰后平拋的水平位移．實(shí)驗(yàn)需要刻度尺與天平
故答案為：①AC ②AC

點(diǎn)評(píng) 本題是運(yùn)用等效思維方法，平拋時(shí)間相等，用水平位移代替初速度，這樣將不便驗(yàn)證的方程變成容易驗(yàn)證．