Question

（1）如图1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m1，半径为r1；被碰小球质量为

（1）如图1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m1，半径为r1；被碰小球质量为m2，半径为r2，则 m1______m2，r1______r2（填“大于”，“小于”或“等于”）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．刻度尺 B．游标卡尺 C．天平 D．弹簧秤 E．秒表如果要用到游标卡尺，则如图2为______③做“验证动量守恒定律”的实验中，实验必须要求的条件是______A．斜槽轨道必须是光滑的B．斜槽轨道末端的切线是水平的C．入射球每次都要从同一高度由静止滚下D．碰撞的瞬间，入射球与被碰球的球心连线与轨道末端的切线平行④本实验必须测量的物理量是______．（填序号字母）A．小球a、b的质量B．斜槽轨道末端到水平地面的高度C．球a的固定释放点到斜槽轨道末端的高度差D．小球a、b离开轨道后做平抛运动的飞行时间E．记录纸上O点到两小球的平均落点位置A、B、C的距离⑤设入射小球的质量为m1，被碰小球的质量为m2，则要验证的关系式为______（用m1、m2及图中字母表示）．如果该式近似相等，可得出实验结论______

Answer 1

①为防止两球碰撞后入射球反弹，入射球质量应大于被碰球质量；为使两球发生正碰，两球半径应相等；
②实验需要测出小球的质量与小球做平抛运动的水平位移，测质量需要天平，测量位移需要刻度尺；
由图2所示游标卡尺可知，主尺示数为2.0cm，游标尺示数为8×0.1mm=0.08cm，游标卡尺示数为2.0cm+0.08cm=2.08cm．
③A、每次实验时要保证小球的初速度相等，只要小球每次从同一位置释放即可，斜槽轨道不需要光滑，故A错误；
B、我I使小球做平抛运动，斜槽轨道末端的切线是水平的，故B正确；
C、为保证小球做平抛运动的初速度相等，入射球每次都要从同一高度由静止滚下，故C正确；
D、为使两球发生正碰且碰后做平抛运动，碰撞的瞬间，入射球与被碰球的球心连线与轨道末端的切线平行，故D正确；
④小球离开轨道后做平抛运动，小球抛出点的高度相等，小球在空中的运动时间相等，小球做平抛运动，小球的水平位移与初速度成正比，可以用小球的水平位移代替速度，实验需要测出小球的质量与水平位移，故选AE．
⑤由图1所示可知，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，m₁v₁t=m₁v₁′t+m₂v₂t，
则：m₁OP=m₁OM+m₂ON，实验需要验证的表达式是：m₁OP=m₁OM+m₂ON；由实验可知：在误差允许范围内，小球A与B在碰撞过程中系统动量守恒．
故答案为：①大于；等于；②AC；2.08cm；③BCD；④AE；⑤m₁OP=m₁OM+m₂ON（2+2分）；在误差允许范围内，小球A与B在碰撞过程中系统动量守恒