Question

在实验室里为了验证动量守恒定律，一般采用如图所示的实验装置：

（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）以下所提供的测量工具中必需的是________．

A. 直尺    B. 天平    C. 弹簧测力计    D. 秒表

（3）设入射小球的质量为，被碰小球的质量为，则在用图甲所示装置进行实验时(P为碰前入射小球落点的平均位置)，所得“验证动量守恒定律”的表达式为__________(用装置图中的字母表示)

Answer

C AB

【解析】

（1）为了保证碰撞前后使入射小球的速度方向不变，故必须使入射小球的质量大于被碰小球的质量；为了使两球发生正碰，两小球的半径相同；
（2）求出需要验证的表达式，根据表达式确定需要测量的量，然后确定测量工具；
（3）根据动量守恒定律与图示实验情景确定需要验证的表达式；

（1）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，故，即，
为了使两球发生正碰，两小球的半径相同，，故选项C正确，ABD错误；

（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，碰撞前入射小球的速度为：
碰撞后入射小球的速度为：
碰撞后被碰小球的速度为：
若则表明通过该实验验证了两球碰撞过程中动量守恒，
代入数据得：
故需要测量的工具有刻度尺和天平，故选项AB正确，CD错误；

（3）根据小题2的解答可知，表达式为：．