Question

如图所示为“探究两物体作用前后动量是否守恒”的实验装置示意图．已知a、b小球的质量分别为m_a、m_b，半径分别是r_a、r_b，图中P点为单独释放a球的平均落点，M、N是a、b小球碰撞后落点的平均位置．

（1）本实验必须满足的条件是_____．

A．斜槽轨道必须是光滑的                                   

B．斜槽轨道末端的切线水平

C．入射小球每次都从斜槽上的同一位置无初速度释放           

D．入射小球与被碰球满足m_a＞m_b，r_a=r_b

（2）为了判断动量守恒，需要测量OP间的距离x₁，则还需要测量OM间的距离x₂，ON间的距离x₃，如果动量守恒，须满足的关系式是_____（用测量物理量的字母表示）．

Answer

（1）BCD； （2）max1=max2+mbx3；

【解析】（1）“验证动量守恒定律”的实验中，是通过平抛运动的基本规律求解碰撞前后的速度的，只要离开轨道后做平抛运动，对斜槽是否光滑没有要求，故A错误；要保证每次小球都做平抛运动，则轨道的末端必须水平，故B正确；要保证碰撞前的速度相同，所以入射球每次都要从同一高度由静止滚下，故C正确；为了保证小球碰撞为对心正碰，且碰后不反弹，要求，故D正确．

（2）要验证动量守恒定律定律，即验证，小球离开轨道后做平抛运动，它们抛出点的高度相等，在空中的运动时间t相等，上式两边同时乘以t得：，得，