實驗八 驗證動量守恒定律
實驗技能儲備一、實驗原理 在一維碰撞中，測出相碰的兩物體的質(zhì)量m1、m2和碰撞前、后物體的速度v1、v2、v1′、v2′，算出碰撞前的動量p＝m1v1＋m2v2及碰撞后的動量p′＝m1v1′＋m2v2′，看碰撞前、后動量是否相等． 二、實驗方案及實驗過程 案例一：研究氣墊導軌上滑塊碰撞時的動量守恒 1．實驗器材 氣墊導軌、數(shù)字計時器、天平、滑塊(兩個)、重物、彈簧片、細繩、彈性碰撞架、膠布、撞針、橡皮泥等． 2．實驗過程 (1)測質(zhì)量：用天平測出滑塊的質(zhì)量． (2)安裝：正確安裝好氣墊導軌，如圖所示．
(3)實驗：接通電源，利用配套的光電計時裝置測出兩滑塊各種情況下碰撞前、后的速度． (4)改變條件，重復實驗： ①改變滑塊的質(zhì)量； ②改變滑塊的初速度大小和方向． (5)驗證：一維碰撞中的動量守恒． 3．數(shù)據(jù)處理 (1)滑塊速度的測量：v＝，式中Δx為滑塊上擋光片的寬度(儀器說明書上給出，也可直接測量)，Δt為數(shù)字計時器顯示的滑塊(擋光片)經(jīng)過光電門的時間． (2)驗證的表達式：m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′. 案例二：研究斜槽末端小球碰撞時的動量守恒 1．實驗器材 斜槽、小球(兩個)、天平、復寫紙、白紙、圓規(guī)、鉛垂線等． 2．實驗過程 (1)測質(zhì)量：用天平測出兩小球的質(zhì)量，并選定質(zhì)量大的小球為入射小球． (2)安裝：按照如圖甲所示安裝實驗裝置．調(diào)整固定斜槽使斜槽底端水平．
(3)鋪紙：白紙在下，復寫紙在上且在適當位置鋪放好．記下鉛垂線所指的位置O. (4)放球找點：不放被撞小球，每次讓入射小球從斜槽上某固定高度處自由滾下，重復10次．用圓規(guī)畫盡量小的圓把所有的小球落點圈在里面．圓心P就是小球落點的平均位置． (5)碰撞找點：把被撞小球放在斜槽末端，每次讓入射小球從斜槽同一高度(同步驟(4)中的高度)自由滾下，使它們發(fā)生碰撞，重復實驗10次．用步驟(4)的方法，標出碰后入射小球落點的平均位置M和被撞小球落點的平均位置N，如圖乙所示 . (6)驗證：連接ON，測量線段OP、OM、ON的長度．將測量數(shù)據(jù)填入表中，最后代入m1·OP＝m1·OM＋m2·ON，看在誤差允許的范圍內(nèi)是否成立． (7)整理：將實驗器材放回原處． 3．數(shù)據(jù)處理 驗證的表達式：m1·OP＝m1·OM＋m2·ON. 三、注意事項 1．前提條件：碰撞的兩物體應保證“水平”和“正碰”． 2．案例提醒 (1)若利用氣墊導軌進行驗證，調(diào)整氣墊導軌時，應確保導軌水平． (2)若利用平拋運動規(guī)律進行驗證： ①斜槽末端的切線必須水平； ②入射小球每次都必須從斜槽同一高度由靜止釋放； ③選質(zhì)量較大的小球作為入射小球； ④實驗過程中實驗桌、斜槽、記錄的白紙的位置要始終保持不變． 考點一 教材原型實驗
(1)調(diào)節(jié)導軌水平； (2)測得兩滑塊的質(zhì)量分別為0.510 kg和0.304 kg.要使碰撞后兩滑塊運動方向相反，應選取質(zhì)量為________ kg的滑塊作為A； (3)調(diào)節(jié)B的位置，使得A與B接觸時，A的左端到左邊擋板的距離s1與B的右端到右邊擋板的距離s2相等； (4)使A以一定的初速度沿氣墊導軌運動，并與B碰撞，分別用傳感器記錄A和B從碰撞時刻開始到各自撞到擋板所用的時間t1和t2； (5)將B放回到碰撞前的位置，改變A的初速度大小，重復步驟(4)．多次測量的結(jié)果如下表所示；
(6)表中的k2＝________(保留2位有效數(shù)字)； (7)的平均值為______(保留2位有效數(shù)字)； (8)理論研究表明，對本實驗的碰撞過程，是否為彈性碰撞可由判斷．若兩滑塊的碰撞為彈性碰撞，則的理論表達式為__________________(用m1和m2表示)，本實驗中其值為________________(保留2位有效數(shù)字)，若該值與(7)中結(jié)果間的差別在允許范圍內(nèi)，則可認為滑塊A與滑塊B在導軌上的碰撞為彈性碰撞． 答案 (2)0.304 (6)0.31 (7)0.32 (8)＝ 0.34 解析 (2)用質(zhì)量較小的滑塊碰撞質(zhì)量較大的滑塊，碰后運動方向相反，故選質(zhì)量為0.304 kg的滑塊作為A. (6)由于兩段位移大小相等，根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可得k2＝＝＝＝0.31. (7)的平均值為＝＝0.32. (8)彈性碰撞時滿足動量守恒和機械能守恒，可得m1v0＝－m1v1＋m2v2 m1v02＝m1v12＋m2v22 聯(lián)立解得＝，代入數(shù)據(jù)可得＝0.34.
(1)關(guān)于本實驗，下列說法中正確的是________． A．同一組實驗中，入射小球必須從同一位置由靜止釋放 B．軌道傾斜部分必須光滑 C．軌道末端必須水平 (2)圖甲中O點是小球拋出點在地面上的豎直投影，實驗時先讓入射小球多次從斜軌上的位置S點由靜止釋放，通過白紙和復寫紙找到其平均落點的位置(A、B、C三點中的某個點)，然后把被碰小球靜置于軌道的水平部分末端，仍將入射小球從斜軌上的位置S點由靜止釋放，與被碰小球相碰，并多次重復該操作，用同樣的方法找到兩小球碰后平均落點的位置(A、B、C三點中剩下的兩個點)．實驗中需要測量的有________． A．入射小球和被碰小球的質(zhì)量m1、m2 B．入射小球開始的釋放高度h C．小球拋出點距地面的高度H D．兩球相碰前后平拋的水平位移OB、OA、OC (3)某同學在做上述實驗時，測得入射小球和被碰小球的質(zhì)量關(guān)系為m1＝2m2，兩小球在記錄紙上留下三處落點痕跡如圖乙所示，他將米尺的零刻線與O點對齊，測量出O點到三處平均落地點的距離分別為OA、OB、OC.該同學通過測量和計算發(fā)現(xiàn)，在實驗誤差允許范圍內(nèi)，兩小球在碰撞前后動量是守恒的．
①該同學要驗證的關(guān)系式為__________________________________________________； ②若進一步研究該碰撞是否為彈性碰撞，需要判斷關(guān)系式______________________是否成立． 答案 (1) AC (2)AD (3)①2(OC－OA)＝OB?、?em>OC＋OA＝OB 解析 (1)本實驗只要確保軌道末端水平，從而確保小球離開軌道后做的是平拋運動即可，并不需要軌道光滑；另一方面，要確保放上被碰小球后，入射小球的碰前的速度大小保持不變，故要求從同一位置由靜止釋放入射小球，故選A、C. (2)驗證動量守恒定律，必須測量質(zhì)量和速度，由于入射小球、被碰小球離開軌道后的運動都是平拋運動，且平拋的豎直位移相同，故由x＝v0可知，小球的水平位移x∝v0，故可用水平位移的大小關(guān)系表示速度的大小關(guān)系，因此不需要測量H及入射小球開始的釋放高度h，H只要保持不變就可以了，并不需要測量出來，故選A、D. (3) ①由題圖乙可知，OA＝17.60 cm，OB＝25.00 cm，OC＝30.00 cm， 代入質(zhì)量關(guān)系，可知m1·OB≠m1·OA＋m2·OC 但是m1·OC≈m1·OA＋m2·OB 故OC才是入射小球碰前速度對應的水平位移， 由動量守恒定律得m1·OC＝m1·OA＋m2·OB 根據(jù)m1＝2m2 解得2(OC－OA)＝OB ②驗證碰撞是否為彈性碰撞，則可以驗證 m1v12＝m1v1′2＋m2v2′2 即m1·OC2＝m1·OA2＋m2·OB2 變形得m1·OC2－m1·OA2＝m2·OB2 根據(jù)m1＝2m2 則有2(OC－OA)(OC＋OA)＝OB2 解得OC＋OA＝OB. 考點二 探索創(chuàng)新實驗
①用天平測出兩個小球的質(zhì)量分別為m1和m2； ②安裝實驗裝置，將斜槽AB固定在桌邊，使槽的末端切線水平，再將一斜面BC連接在斜槽末端； ③先不放小球m2，讓小球m1從斜槽頂端A處由靜止釋放，標記小球在斜面上的落點位置P； ④將小球m2放在斜槽末端B處，仍讓小球m1從斜槽頂端A處由靜止釋放，兩球發(fā)生碰撞，分別標記小球m1、m2在斜面上的落點位置； ⑤用毫米刻度尺測出各落點位置到斜槽末端B的距離．圖中M、P、N三點是實驗過程中記下的小球在斜面上的三個落點位置，從M、P、N到B的距離分別為sM、sP、sN.依據(jù)上述實驗步驟，請回答下面問題： (1)兩小球的質(zhì)量m1、m2應滿足m1________m2(填“>”“＝”或“<”)； (2)小球m1與m2發(fā)生碰撞后，m1的落點是圖中________點，m2的落點是圖中________點； (3)用實驗中測得的數(shù)據(jù)來表示，只要滿足關(guān)系式________________，就能說明兩球碰撞前后動量是守恒的； (4)若要判斷兩小球的碰撞是否為彈性碰撞，用實驗中測得的數(shù)據(jù)來表示，只需比較________與________是否相等即可． 答案 (1)> (2)M N (3)m1＝m1＋m2 (4)m1sP m1sM＋m2sN 解析 (1)為了防止入射小球碰撞后反彈，一定要保證入射小球的質(zhì)量大于被碰小球的質(zhì)量，故m1>m2； (2)碰撞前，小球m1落在題圖中的P點，由于m1>m2，當小球m1與m2發(fā)生碰撞后，m1的落點是題圖中M點，m2的落點是題圖中N點； (3)設碰前小球m1的水平初速度為v1，當小球m1與m2發(fā)生碰撞后，小球m1落到M點，設其水平速度為v1′，m2落到N點，設其水平速度為v2′，斜面BC與水平面的傾角為α，由平拋運動規(guī)律得sMsin α＝gt2，sMcos α＝v1′t，聯(lián)立解得v1′＝，同理可得v2′＝，v1＝，因此只要滿足m1v1＝m1v1′＋m2v2′，即m1＝m1＋m2. (4)如果小球的碰撞為彈性碰撞， 則滿足m1v12＝m1v1′2＋m2v2′2 代入以上速度表達式可得m1sP＝m1sM＋m2sN 故驗證m1sP和m1sM＋m2sN相等即可．
A．在小滑塊a上固定一個寬度為d的窄擋光片； B．用天平分別測出小滑塊a(含擋光片)和小球b的質(zhì)量ma、mb； C．a和b間用細線連接，中間夾一被壓縮了的輕短彈簧(與a、b不連接)，靜止放置在平臺上； D．細線燒斷后，a、b瞬間被彈開，向相反方向運動； E．記錄滑塊a通過光電門時擋光片的遮光時間t； F．小球b從平臺邊緣飛出后，落在水平地面的B點，用刻度尺測出平臺距水平地面的高度h及平臺邊緣鉛垂線與B點之間的水平距離s； G．改變彈簧壓縮量，進行多次測量． (1)用游標卡尺測量擋光片的寬度，如圖乙所示，則擋光片的寬度為________ mm. (2)針對該實驗裝置和實驗結(jié)果，同學們做了充分的討論．討論結(jié)果如下： ①該實驗要驗證“動量守恒定律”，則只需驗證a、b彈開后的動量大小相等，即________＝________(用上述實驗所涉及物理量的字母表示)； ②若該實驗的目的是求彈簧的最大彈性勢能，則彈簧的彈性勢能為________(用上述實驗所涉及物理量的字母表示)； ③改變彈簧壓縮量，多次測量后，該實驗小組得到xa與的關(guān)系圖像如圖丙所示，圖線的斜率為k，則平臺上A點左側(cè)與滑塊a之間的動摩擦因數(shù)大小為________(用上述實驗數(shù)據(jù)字母表示)．
答案 (1)3.80 (2)①ma mbs ②＋ ③ 解析 (1)擋光片的寬度d＝3 mm＋16×0.05 mm＝3.80 mm. (2)①要驗證“動量守恒定律”，則應該驗證mava＝mbvb，由滑塊a通過光電門可求va＝，由b球離開平臺后做平拋運動，根據(jù)h＝gt2，s＝vbt，整理可得vb＝s，因此需驗證的表達式為ma＝mbs；②彈性勢能大小為Ep＝mava2＋mbvb2，代入數(shù)據(jù)整理得Ep＝＋；③根據(jù)動能定理可得μmgxa＝mva2，而va＝，聯(lián)立整理得xa＝·，故k＝，可得平臺A點左側(cè)與滑塊a之間的動摩擦因數(shù)μ＝. 課時精練1．(2023·云南省昆明一中高三檢測)某實驗小組在進行“驗證動量守恒定律”的實驗，入射球與被碰球半徑相同、質(zhì)量不等，且入射球的質(zhì)量大于被碰球的質(zhì)量．
(1)用游標卡尺測量直徑相同的入射球與被碰球的直徑，測量結(jié)果如圖甲所示，則直徑為________cm； (2)實驗中，直接測定小球碰撞前、后的速度是不容易的，但是可以通過僅測量________(填選項前的字母)，間接地解決這個問題； A．小球開始釋放高度h B．小球拋出點距地面的高度H C．小球做平拋運動的水平位移 D．小球的直徑 (3)實驗裝置如圖乙所示，先不放B球，使A球從斜槽上某一固定點C由靜止?jié)L下，再把B球靜置于水平槽前端邊緣處，讓A球仍從C處由靜止?jié)L下．記錄紙上的O點是鉛垂線所指的位置，M、P、N分別為落點的痕跡，未放B球時，A球落地點是記錄紙上的________點；放上B球后，B球的落地點是記錄紙上的________點； (4)釋放多次后，取各落點位置的平均值，測得各落點痕跡到O點的距離：＝13.10 cm，＝21.90 cm，＝26.04 cm.用天平稱得入射小球A的質(zhì)量m1＝16.8 g，被碰小球B的質(zhì)量m2＝5.6 g．若將小球質(zhì)量與水平位移的乘積作為“動量”，請將下面的表格填寫完整．(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)
根據(jù)上面表格中的數(shù)據(jù)，你認為能得到的結(jié)論是____________________________； (5)實驗中，關(guān)于入射小球在斜槽上釋放點的高低對實驗影響的說法中正確的是________． A．釋放點越低，小球受阻力越小，入射小球速度越小，誤差越小 B．釋放點越低，兩球碰后水平位移越小，水平位移測量的相對誤差越小，兩球速度的測量越準確 C．釋放點越高，兩球相碰時，相互作用的內(nèi)力越大，碰撞前后動量之差越小，誤差越小 D．釋放點越高，入射小球?qū)Ρ慌鲂∏虻淖饔昧υ酱?，軌道對被碰小球的阻力越?/p> 答案 (1)2.14 (2)C (3)P N (4)3.66×10－3 在實驗誤差允許范圍內(nèi)，可認為系統(tǒng)在碰前和碰后的“動量”守恒 (5)C 解析 (1)球的直徑d＝21 mm＋4×0.1 mm＝21.4 mm＝2.14 cm. (2)小球離開軌道后做平拋運動，因為小球拋出點的高度相等，它們在空中的運動時間相等，小球的水平位移與小球拋出的初速度成正比，可以用小球的水平位移代替其初速度，所以C正確． (3)A球和B球相撞后，B球的速度增大，A球的速度減小，所以碰撞后A球的落地點距離O點最近，B球的落地點距離O點最遠，所以P點是未放B球時A球的落地點，N點是放上B球后B球的落地點． (4)碰后“總動量”p′＝m1＋m2＝0.016 8×0.131 0 kg·m＋0.005 6×0.260 4 kg·m ≈3.66×10－3 kg·m 則可知碰撞前、后“總動量”近似相等，在實驗誤差允許范圍內(nèi)，可認為系統(tǒng)在碰前和碰后的“動量”守恒． (5)入射小球的釋放點越高，入射球碰撞前的速度越大，相撞時內(nèi)力越大，阻力的影響相對越小，可以較好地滿足動量守恒的條件，也有利于減小測量水平位移時的相對誤差，從而使實驗的誤差減小，C正確． 2．某同學設計了一個用打點計時器驗證動量守恒定律的實驗：在小車A的前端粘有橡皮泥，推動小車A使之做勻速運動．然后與原來靜止在前方的小車B相碰并粘合成一體，繼續(xù)做勻速運動，他設計的具體裝置如圖甲所示．在小車A后連著紙帶，電磁打點計時器所用的電源頻率為50 Hz，長木板下墊著小木片用以補償阻力．
(1)若已得到打點紙帶，測得各計數(shù)點間距如圖乙所示，A為運動起始的第一點，則應選________段來計算A車的碰前速度，應選________段來計算A車和B車碰后的共同速度．(以上兩空均選填“AB”“BC”“CD”或“DE”)
(2)已測得小車A的質(zhì)量m1＝0.40 kg，小車B的質(zhì)量m2＝0.20 kg，由以上測量結(jié)果可得，碰前總動量為______ kg·m/s；碰后總動量為____ kg·m/s(結(jié)果保留小數(shù)點后3位)．由上述實驗結(jié)果得到的結(jié)論是：________________________________________________________. 答案 (1)BC DE (2)0.420 0.417 A、B碰撞過程中，在誤差允許范圍內(nèi)，系統(tǒng)動量守恒 解析 (1)小車A碰前運動穩(wěn)定時做勻速直線運動，所以選擇BC段計算A碰前的速度；兩小車碰后粘在一起仍做勻速直線運動，所以選擇DE段計算A和B碰后的共同速度． (2) 碰前小車A的速度為v0＝＝ m/s＝1.050 m/s 則碰前兩小車的總動量為p＝m1v0＋0＝0.40×1.050 kg·m/s＝0.420 kg·m/s 碰后兩小車的速度為v＝＝ m/s＝0.695 m/s 則碰后兩小車的總動量為 p′＝(m1＋m2)v＝(0.40＋0.20)×0.695 kg·m/s＝0.417 kg·m/s 由上述實驗結(jié)果得到的結(jié)論是：A、B碰撞過程中，在誤差允許范圍內(nèi)，系統(tǒng)動量守恒． 3．(2023·福建福州市模擬)某地中學生助手設計了一個實驗演示板做“探究碰撞中的不變量”的實驗，主要實驗步驟如下： ①選用大小為120 cm×120 cm的白底板豎直放置，懸掛點為O，并標上如圖所示的高度刻度；
②懸掛點兩根等長不可伸長的細繩分別系上兩個可視為質(zhì)點的A擺和B擺，兩擺相對的側(cè)面貼上雙面膠，以使兩擺撞擊時能合二為一，以相同速度一起向上擺； ③把A擺拉到右側(cè)h1的高度，釋放后與靜止在平衡位置的B擺相碰．當A、B擺到最高點時讀出擺中心對應的高度h2； 回答以下問題： (1)若A、B兩擺的質(zhì)量分別為mA、mB，則驗證動量守恒的表達式為________(用上述物理量字母表示)． (2)把A擺拉到右側(cè)的高度為0.8 m，兩擺撞擊后一起向左擺到的高度為0.2 m，若滿足A擺質(zhì)量是B擺質(zhì)量的________倍，即可驗證系統(tǒng)動量守恒，從而可以得出A擺碰前初動能為碰后兩擺損失機械能的________倍． 答案 (1)mA＝(mA＋mB) (2)1 2 解析 (1)由機械能守恒定律可得mAgh1＝mAv12，得碰前速度v1＝，由(mA＋mB)gh2＝(mA＋mB)v22，得碰后速度v2＝，根據(jù)動量守恒可知需要驗證的表達式為mA＝(mA＋mB). (2)把數(shù)據(jù)代入上述驗證表達式可得mA＝mB，即若滿足A擺的質(zhì)量是B擺的質(zhì)量的1倍，即可驗證系統(tǒng)動量守恒；根據(jù)動量守恒定律有mAv1＝(mA＋mB)v2，根據(jù)能量守恒定律有mAv12＝(mA＋mB)v22＋ΔE，聯(lián)立解得ΔE＝mAv12，即A擺碰前初動能為碰后兩擺損失機械能的2倍． 4．(2023·云南省昆明一中模擬)現(xiàn)利用圖(a)所示的裝置驗證動量守恒定律．在圖(a)中，氣墊導軌上有A、B兩個滑塊，滑塊A右側(cè)帶有一彈簧片，左側(cè)與連接打點計時器(圖中未畫出)的紙帶相連；滑塊B左側(cè)也帶有一彈簧片，上面固定一遮光片，光電計時器(未完全畫出)可以記錄遮光片通過光電門的時間．實驗測得滑塊A(包括彈簧片)的質(zhì)量m1＝0.310 kg，滑塊B(包括彈簧片和遮光片)的質(zhì)量m2＝0.108 kg，遮光片的寬度d＝1.00 cm，打點計時器所用交流電的頻率f＝50.0 Hz.將光電門固定在滑塊B的右側(cè)，啟動打點計時器，給滑塊A一向右的初速度，使它與B相碰．碰后光電計時器顯示的時間為ΔtB＝3.500 ms，碰撞前后打出的紙帶如圖(b)所示．
根據(jù)圖(b)中所標數(shù)據(jù)，可分析推斷出碰撞發(fā)生在________間， A滑塊碰撞前的速度為________ m/s，B滑塊碰撞前的速度為________ m/s, A滑塊碰撞后的速度為________ m/s，B滑塊碰撞后的速度為________ m/s.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字) 答案 EF 2.00 0 0.970 2.86 解析 由于A滑塊與氣墊導軌間的摩擦力非常小，所以除了碰撞過程，A滑塊運動過程因摩擦力產(chǎn)生的加速度非常小，在相同時間內(nèi)相鄰位移的差值也非常小，根據(jù)圖(b)中所標數(shù)據(jù)，可看出只有EF間的位移相比相鄰間的位移變化比較明顯，故碰撞發(fā)生在EF間；A滑塊碰撞前的速度為vA＝＝ m/s＝2.00 m/s, B滑塊碰撞前的速度為0，A滑塊碰撞后的速度為vA′＝＝ m/s＝0.970 m/s，B滑塊碰撞后的速度為vB′＝＝ m/s≈2.86 m/s. 5．某同學利用如圖所示的裝置進行“驗證動量守恒定律”的實驗，操作步驟如下：
①在水平桌面上的適當位置固定好彈簧發(fā)射器，使其出口處切線與水平桌面相平； ②在一塊長平木板表面先后釘上白紙和復寫紙，將該木板豎直并貼緊桌面右側(cè)邊緣．將小球a向左壓縮彈簧并使其由靜止釋放，a球碰到木板，在白紙上留下壓痕P； ③將木板向右水平平移適當距離，再將小球a向左壓縮彈簧到某一固定位置并由靜止釋放，撞到木板上，在白紙上留下壓痕P2； ④將半徑相同的小球b放在桌面的右邊緣，仍讓小球a從步驟③中的釋放點由靜止釋放，與b球相碰后，兩球均撞在木板上，在白紙上留下壓痕P1、P3. (1)下列說法正確的是________． A．小球a的質(zhì)量一定要大于小球b的質(zhì)量 B．彈簧發(fā)射器的內(nèi)接觸面及桌面一定要光滑 C．步驟②③中入射小球a的釋放點位置一定相同 D．把小球輕放在桌面右邊緣，觀察小球是否滾動來檢測桌面右邊緣末端是否水平 (2)本實驗必須測量的物理量有________． A．小球的半徑r B．小球a、b的質(zhì)量m1、m2 C．彈簧的壓縮量x1，木板距離桌子邊緣的距離x2 D．小球在木板上的壓痕P1、P2、P3分別與P之間的豎直距離h1、h2、h3 (3)用(2)中所測的物理量來驗證兩球碰撞過程中動量是否守恒，當滿足關(guān)系式________時，則證明a、b兩球碰撞過程中動量守恒． 答案 (1)AD (2)BD (3)＝＋ 解析 (1)小球a的質(zhì)量一定要大于小球b的質(zhì)量，以防止入射球碰后反彈，選項A正確；彈簧發(fā)射器的內(nèi)接觸面及桌面不一定要光滑，只要a球到達桌邊時速度相同即可，選項B錯誤；步驟②③中入射小球a的釋放點位置不一定相同，但是步驟③④中入射小球a的釋放點位置一定要相同，選項C錯誤；把小球輕放在桌面右邊緣，觀察小球是否滾動來檢測桌面右邊緣末端是否水平，選項D正確． (2)小球離開桌面右邊緣后做平拋運動，設其水平位移為L，則小球做平拋運動的時間t＝ 小球的豎直位移h＝gt2 聯(lián)立解得v0＝L 碰撞前入射球a的水平速度v1＝L 碰撞后入射球a的水平速度v2＝L 碰撞后被碰球b的水平速度v3＝L 如果碰撞過程系統(tǒng)動量守恒，則m1v1＝m1v2＋m2v3 即m1·L＝m1·L＋m2·L， 整理得＝＋ 則要測量的物理量是：小球a、b的質(zhì)量m1、m2和小球在木板上的壓痕P1、P2、P3分別與P之間的豎直距離h1、h2、h3，故選B、D. (3)由以上分析可知當滿足關(guān)系式＝＋時，則證明a、b兩球碰撞過程中動量守恒． |
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