Question

国庆同学在做“探究碰撞中的不变量”实验中，所用装置如图甲所示，已知槽口末端在白纸上的投影位置为O点。回答以下问题：

(1)实验室的老师为国庆同学准备了一些实验仪器，本实验中需要的是___________。

A.秒表            B.天平            C.刻度尺           D.打点计时器

(2)为了完成本实验，下列必须具备的实验条件或操作步骤是___________。

A.斜槽轨道末端的切线必须水平              B.入射球和被碰球大小必须相同

C.入射球和被碰球的质量必须相等            D.必须测出桌面离地的高度H

(3)国庆同学在实验中正确操作，认真测量，得出的落点情况如图乙所示，则入射小球质量和被碰小球质量之比为____________。

(4)若两球间的碰撞是弹性碰撞，入射小球质量m₁，被碰小球质量m₂，应该有等式________成立。（用图甲中标注的字母符号表示）

Answer

BC AB 3∶2

【解析】

(1)[1]A.本实验中由于平抛运动高度相同，运动时间相同，不需要测量时间，故A错误；

B.验证动量守恒，需要计算动量，需要测量质量，故B正确；

C.实验中需要测量落点到抛出点的水平距离，故需要刻度尺，故C正确；

D.实验中不需要处理纸带，不需要打点计时器，故D错误；

故选BC。

(2)[2]A. 实验是通过平抛研究问题，故槽口末端水平，故A正确；

B. 两球需要发生对心碰撞，则两球大小需相同，故B正确；

C. 入射球质量要大于被碰球质量，即m1＞m2，防止碰后m1被反弹，故C错误；

D.小球平抛运动时间相同，不需要测出桌面离地的高度，故D错误；

故选AB。

(3)[3] P是入射球碰撞前的落点，M是入射球碰撞后的落点，N是被碰球碰撞后的落点，实验需要验证：

m1v1=m1v1′+m2v2

两边同时乘以小球做平抛运动的时间t，得

m1v1t=m1v1′t+m2v2t

结合平抛运动规律得

代入数据解得

m1：m2=3：2

(4)[4] 小球发生弹性碰撞，碰撞过程中系统动量守恒、机械能也守恒，有

可得：