Question

15．在用如圖所示的裝置做”驗證動量守恒定律”實驗時，入射球a的質(zhì)量為m₁，被碰球b的質(zhì)量為m₂，小球的半徑為r，各小球的落地點如圖所示，下列關(guān)于這個實驗的說法正確的是（　�。�

• A． 入射球與被碰球最好采用大小相同、質(zhì)量相同的小球
• B． 讓入射球與被碰球連續(xù)10次相碰，每次都要使入射小球從斜槽上不同的位置滾下
• C． 要驗證的表達式是m₁$\overline{ON}$=m₁$\overline{OM}$+m₂$\overline{OP}$
• D． 要驗證的表達式是m₁$\overline{OP}$=m₁$\overline{OM}$+m₂$\overline{ON}$

Answer 1

分析 要保證碰撞前后a球的速度方向保持不變，則必須讓a球的質(zhì)量m₁大于b球的質(zhì)量m₂．為了保證每次小球運動的情況相同，故應(yīng)該讓入射小球a每次從同一位置滾下．本題要驗證動量守恒定律定律即m₁v₀=m₁v₁+m₂v₂，應(yīng)用動量守恒定律與平拋運動特點分析答題．

解答 解：A、為讓兩球發(fā)生對心碰撞，兩球的直徑應(yīng)相等，即兩球大小相等，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A錯誤；
B、讓入射球與被碰球連續(xù)10次相碰，為保證球的速度相等，每次都使入射小球從斜槽上相同的位置由靜止?jié)L下，故B錯誤；
C、小球離開軌道后做平拋運動，由于小球拋出點的高度相等，它們在空中的運動時間t相等，如果碰撞過程動量守恒，則：m₁v₀=m₁v₁+m₁v₂，兩邊同時乘以t得：m₁v₀t=m₁v₁t+m₁v₂t，即m₁$\overline{OP}$=m₁$\overline{OM}$+m₂$\overline{ON}$，故D正確，C錯誤；
故選：D．

點評 本實驗的一個重要的技巧是入射球和靶球從同一高度作平拋運動并且落到同一水平面上，故下落的時間相同，所以在實驗的過程當(dāng)中把本來需要測量的速度改為測量平拋過程當(dāng)中水平方向發(fā)生的位移，可見掌握了實驗原理才能順利解決此類題目．