Question

在做“碰撞中的动量守恒定律”实验中

（1）需要的测量仪器或工具有___________________（多选）

A．秒表     B．天平    C．刻度尺    D．圆规

（2）必须要求的条件是___________________（多选）

A．斜槽轨道尽量光滑以减少误差

B．斜槽轨道末端的切线必须水平

C．入射球和被碰球的质量必须相等，且大小相同

D．入射球每次必须从轨道的同一位置由静止滚下

（3）某次实验中得出的落点情况如下图所示，假设碰撞过程中动量守恒，则入射小球质量m₁和被碰小球质量m₂之比____________________．

Answer

（1）BCD；（2）BD；（3）4：1

【解析】

试题分析：（1）在小球碰撞过程中水平方向动量守恒定律故有m1v0=m1v1+m2v2 ①
两球做平抛运动，由于高度相等，则平抛的时间相等，所以水平位移与初速度成正比，把平抛的时间作为时间单位，小球的水平位移可替代平抛运动的初速度．将需要验证的关系速度用水平位移替代，所以①式变为：m1• OP＝m1 OM+m2 ON②

所以需要测量的物理量有两个小球的质量和三段平抛的水平距离；测量质量需要用天平，测量长度需要用毫米刻度尺．实验中要用尽可能小的圆将尽可能多的小球的落点圈住，圆心的位置就可以看成是小球的平均落点，所以还需要圆规，故选BCD；

（2）斜槽轨道没必要光滑，只要到达底端的速度相等即可，选项A错误；斜槽轨道末端的切线必须水平，以保证做平抛运动，选项B正确；入射球的质量必须要大于被碰球的质量，且大小相同，选项C错误；入射球每次必须从轨道的同一位置由静止滚下，保证到达底端的速度相同，选项D正确；故选BD．

（3）两球离开轨道后做平抛运动，它们抛出点的高度相等，在空中的运动时间t相等，如果碰撞过程动量守恒，则有：m1v1=m1v1′+m2v2′，

两边同时乘以t得：m1v1t=m1v1′t+m2v2′t，

即为：m1OP=m1OM+m2O′N，m1OP=m1OM+m2（ON-2r），

由图b所示可知，OP=25．5cm，OM=15．5cm，O′N=ON-2r=41．1cm-1．1cm=40．0cm．

如果两球碰撞过程动量守恒，则：m1OP=m1OM+m2（ON-2r），

代入数据求得：m1：m2=4：1

考点：碰撞中的动量守恒定律

【名师点睛】本题主要考查了“验证动量守恒定律”的实验的原理及要求以及数据处理等基础知识，掌握实验原理、应用动量守恒定律求出实验需要验证的表达式即可正确解题。