Question

3．如图所示为实验室中验证动量守恒的实验装置
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AC
A．m₁＞m₂     B．m₁＜m₂     C．r₁=r₂     D．r₁＞r₂
②为完成此实验，以下所提供的测量工具中必需的是AC
A．刻度尺    B．游标卡尺    C．天平    D．秒表．

Answer 1

分析 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．

解答 解：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AC；
②小球离开轨道后做平抛运动，由于小球做平抛运动时抛出点的高度h相同，
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：m₁v₁=m₁v₁′+m₂v₂，
则：m₁v₁t=m₁v₁′t+m₂v₂t，m₁x₁=m₁x₁′+m₂x₂，由图乙所示可知，需要验证：m₁OP=m₁OM+m₂ON，
因此实验需要测量的量有：①入射小球的质量，②被碰小球的质量，③入射小球碰前平抛的水平位移，④入射小球碰后平抛的水平位移，⑤被碰小球碰后平抛的水平位移．实验需要刻度尺与天平
故答案为：①AC ②AC

点评 本题是运用等效思维方法，平抛时间相等，用水平位移代替初速度，这样将不便验证的方程变成容易验证．