Question

如图所示为实验室中验证动量守恒的实验装置示意图.

 

（1）若入射小球质量为,半径为；被碰小球质量为，半径为，则（______）

A. ， B. ，

C. _， D. ，

（2）为完成此实验，以下所提供的测量工具中必需的是________.（填下列对应的字母）

A.直尺            B.游标卡尺        C.天平        D.弹簧秤        E.秒表

（3）设入射小球的质量为,被碰小球的质量为，P为碰前入射小球落点的平均位置,则关系式（用、及图中字母表示）___________________________成立,即表示碰撞中动量守恒.

Answer

C AC

【解析】(1)在小球碰撞过程中，水平方向动量守恒，取向右为正方向，
由动量守恒定律得：

在碰撞过程中机械能守恒：

联立解得：

要碰后入射小球的速度，则有，即，为了使两球发生正碰，两小球的半径相同，即，选C.

(2)P为碰前入射小球落点的平均位置，M为碰后入射小球的位置，N为碰后被碰小球的位置，小球离开轨道后做平抛运动，运动时间，即平抛运动的时间相同，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，将三个速度代入得： ，故需要测量的工具有刻度尺和天平，故选AC；
(3)由(2)可知，实验需要验证的表达式为：

故答案为：(1). C (2). AC (3).