Question

如图所示为“验证碰撞中的动量守恒”的实验装置．

Answer 1

解题思路：（1）实验是要验证两个小球碰撞过程系统动量守恒，同时通过平抛运动将速度的测量转化为水平射程的测量；为防止小球反弹，还要保证入射球质量要大于被碰球质量；

（2）实验要验证两个小球系统碰撞过程动量守恒，即要验证m₁v₁+m₂v₂=m₁v₁′+m₂v₂′，可以通过平抛运动将速度的测量转化为水平射程的测量；

（3）根据动量守恒定律和机械能守恒定律列式后联立求解即可．

（1）A、为防止碰后m₁被反弹，入射球质量要大于被碰球质量，即m₁＞m₂，故A错误；

B、为保证碰撞的初速度相同，入射球每次必须从轨道的同一位置由静止滚下，故B正确；

C、为保证小球做平抛运动，安装轨道时末端切线必须水平，故C正确；

D、小球做平抛运动的时间由高度差决定，由于高度差一定，故平抛的时间都相同，故水平射程与平抛的初速度成正比，故不需要测量高度差，只要满足m₁

.

OP=m₁

.

OM+m₂

.

ON，就一定有m₁v₁+m₂v₂=m₁v₁′+m₂v₂′，故D错误；

故选：BC．

（2）实验要验证两个小球碰撞前后总动量守恒，即：m₁v₁+m₂v₂=m₁v₁′+m₂v₂′；

小球做平抛运动的时间由高度差决定，由于高度差一定，故平抛的时间都相同，故水平射程与平抛的初速度成正比，故不需要测量高度差，只要满足：m₁

.

OP=m₁

.

OM+m₂

.

ON；

（3）小球发生弹性碰撞，碰撞过程中系统动量守恒、机械能也守恒，根据守恒定律，有：

m₁

.

OP=m₁

.

OM+m₂

.

ON

[1/2]m₁

.

OP²=[1/2]m₁

.

OM²+[1/2]m₂

.

ON²

两式联立消去质量可得：

.

OP2＝

.

OM2+

.

ON•

.

MP

再化解得到：

.

ON＝

.

OP+

.

OM

故答案为：（1）BC；（2）m₁

点评：
本题考点： 验证动量守恒定律．

考点点评： 实验注意事项：（1）前提条件：保证碰撞是一维的，即保证两物体在碰撞之前沿同一直线运动，碰撞之后还沿这条直线运动．（2）利用斜槽进行实验，入射球质量要大于被碰球质量，即m1＞m2，防止碰后m1被反弹．