Question

如图所示为实验室“验证碰撞中的动量守恒”的实验装置．

Answer 1

解题思路：①要使两球发生对心正碰，两球半径应相等，为防止入射球碰撞后反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量，根据实验原理与实验注意事项分析答题；
②应用动量守恒定律根据图示求出需要验证的表达式，然后分析答题．
③应用机械能守恒定律分析答题．

①A、要使两球发生对心正碰，两球半径应相等，为防止入射球碰撞后反弹，入射球的质量应大于靶球的质量，即：入射球比靶球质量大，入射球与靶球半径应相等，故A错误；
B、为保持入射球的初速度相等，在同一组实验的不同碰撞中，每次入射球必须从同一高度由静止释放，故B正确；
C、为保证小球离开轨道后做平抛运动，小球离开轨道时的速度必须水平，安装轨道时，轨道末端必须水平，故C正确；
D、实验中需要测出小球质量与小球的水平位移，需要使用的测量仪器有天平和刻度尺，故D正确，本题选错误的，故选A．
②两球碰撞后做平抛运动，它们抛出点的高度相等，在空中的运动时间t相等，碰撞过程动量守恒，则m1v1=m1v1′+m2v2′，
两边同时乘以时间t得：m1v1t=m1v1′t+m2v2′t，则m1
.
OP=m1
.
OM+m2
.
ON，如果m1
.
OP=m1
.
OM+m2
.
ON，则碰撞过程中，系统动量守恒．
③如果碰撞过程动能守恒，则：[1/2]m1v12=[1/2]m1v1′2+[1/2]m2v2′2，[1/2]m1（
.
OP）2=[1/2]m1（
.
0M）2+[1/2]m2（
.
ON）2，[1/2]m1
.
OP2=[1/2]m1
.
OM2+[1/2]m2
.
ON2，
即：如果m1
.
OP2=m1
.
OM2+m2
.
ON2，m2
.
ON2=m1
.
OP2-m1
.
ON2，则碰撞过程动能守恒．
故答案为：①A； ②m1
.
OP；③m1
.
OP2-m1
.
ON2．

点评：
本题考点： 验证动量守恒定律．

考点点评： 本题考查了实验注意事项、实验器材的选择、数据处理，知道实验原理、实验注意事项即可正确解题；小球离开轨道后做平抛运动，它们在空中的运动时间相等，水平位移与初速度正正比，可以用水平位移表示初速度．