Question

如图为实验室中验证动量守恒定律的实验装置示意图

（1）若入射小球质量为m₁，半径为r₁；被碰小球质量为m₂，半径为r₂，则（________）

A．m₁> m₂     r₁> r₂B．m₁> m₂   r₁< r₂

C．m₁> m₂     r₁＝r₂        D．m₁< m₂  r₁＝r₂   

（2）实验中记录了轨道末端在记录纸上的投影位置为O，经多次释放小球，在记录纸上找到两球的平均落点位置M、P、N，并测得它们到O点的距离分别为、、．已知入射小球的质量为m₁，被碰小球的质量为m₂，只要验证等式_______________成立，即表示碰撞中动量守恒．

（3）满足(2)的情况下，若满足等式___________________成立，即可认为碰撞为弹性碰撞．(仅用线段、、表示)

Answer

C

【解析】

(1)[1]为保证两球发生对心正碰，两球的半径应相等，为防止碰撞后入射球反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量，故选C。

(2)[2]小球离开轨道后做平抛运动，小球抛出点的高度相等，则它们在空中的运动时间t相等，验证碰撞中的动量守恒，需要验证：

，

则：

，

，

因此需要验证：

；

(3)[3]小球发生弹性碰撞，碰撞过程中系统动量和机械能都守恒，根据动量守恒有：

，

机械能守恒有：

，

联立可得：

，

进一步化简得到：

。