Question

某同学用如图所示的装置，利用两个大小相同的小球做对心碰撞来验证动量守恒定律，图中AB是斜槽，BC是水平槽，它们连接平滑，O点为重锤线所指的位置。实验时先不放置被碰球2，让球1从斜槽上的某一固定位置G由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹，重复10次，然后将球2置于水平槽末端，让球1仍从位置G由静止滚下，和球2碰撞，碰后两球分别在记录纸上留下各自的痕迹，重复10次。实验得到小球的落点的平均位置分别为M、N、P。

（1）在该实验中，应选用的器材是下列器材中的             。

A.天平

B.游标卡尺

C.刻度尺

D.大小相同的钢球两个

E.大小相同的钢球和硬橡胶球各一个

（2）在此实验中，球1的质量为，球2的质量为，需满足      （选填“大于”、“小于”或“等于”）。

（3）被碰球2飞行的水平距离由图中线段          表示。

（4）若实验结果满足                 ，就可以验证碰撞过程中动量守恒。

Answer

（1）ACE；（2）大于；（3）；（4）

【解析】

试题分析：（1）实验需要测量小球的质量、小球落地点的位置，测量质量需要天平，测量小球落地点的位置需要刻度尺，以及大小相同的钢球和硬橡胶球各一个，故选项ACE正确。

（2）在小球碰撞过程中水平方向动量守恒定律故有

在碰撞过程中动能守恒故有

解得

要碰后入射小球的速度，即，故答案为：大于。

（2）1球和2球相撞后，2球的速度增大，1球的速度减小，都做平抛运动，竖直高度相同，所以所以碰撞后2球的落地点是P点，所以被碰球2飞行的水平距离由图中线段表示；

（3）N为碰前入射小球落点的位置，M为碰后入射小球的位置，P为碰后被碰小球的位置，

碰撞前入射小球的速度，碰撞后入射小球的速度

碰撞后被碰小球的速度，若则表明通过该实验验证了两球碰撞过程中动量守恒，带入数据得： 。

考点：验证动量守恒定律

【名师点睛】本题是运用等效思维方法，平抛时间相等，用水平位移代替初速度，这样将不便验证的方程变成容易验证。