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撞擊實驗裝置
發布時間：2023-06-16 23:20:30❶ 如圖所示為實驗室「驗證碰撞中的動量守恆」的實驗裝置．
解題思路：①要使兩球發生對心正碰，兩球半徑應相等談游，為防止入射球碰撞後反彈，入射球的質量應大於被碰球的質量，根據實驗原理與實驗注意事項分析答題；
②應用動量守恆定律根據圖示求出需要驗證的表達式，然後分析答題．
③應用機械能守恆定律分析答題．
①A、要使兩球發生對心正碰，兩球半徑應相等，為防止入射球碰撞後反彈，入射球的質量應大於靶球的質量，即：含和銷入射球比靶球質量大，入射球與靶球半徑應相等，故A錯誤；
B、為保持入射球的初速度相等，在同一組實驗的不同碰撞中，每次入射球必須從同一高度由靜止釋放，故B正確；
C、為保證小球離開軌道後做平拋運動，小球離開軌道時的速度必須水平，安裝軌道時，軌道末端必須水平，故C正確；
D、實驗中需要測出小球質量與小球的水平位棚世移，需要使用的測量儀器有天平和刻度尺，故D正確，本題選錯誤的，故選A．
②兩球碰撞後做平拋運動，它們拋出點的高度相等，在空中的運動時間t相等，碰撞過程動量守恆，則m1v1=m1v1′+m2v2′，
兩邊同時乘以時間t得：m1v1t=m1v1′t+m2v2′t，則m1
.
OP=m1
.
OM+m2
.
ON，如果m1
.
OP=m1
.
OM+m2
.
ON，則碰撞過程中，系統動量守恆．
③如果碰撞過程動能守恆，則：[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，則碰撞過程動能守恆．
故答案為：①A； ②m1
.
OP；③m1
.
OP2-m1
.
ON2．
點評：
本題考點： 驗證動量守恆定律．
考點點評： 本題考查了實驗注意事項、實驗器材的選擇、數據處理，知道實驗原理、實驗注意事項即可正確解題；小球離開軌道後做平拋運動，它們在空中的運動時間相等，水平位移與初速度正正比，可以用水平位移表示初速度．
❷ 某興趣小組設計了一種實驗裝置，用來研究碰撞問題，其模型如圖所示不用完全相同的輕繩將N個大小相同、質
| （1）本題中的兩球相碰，均可看成是「一靜一動彈性碰撞模型」．因為每個球的質量依次遞減，碰後不會出現入射球反彈的情況．如果入射球質量為m 1 ，被碰球質量為m 2 ，碰前m 1 的速度為v 1 ，碰後兩球的速度分別為v 1 ′、v 2 ′由動量守恆定律和機械能守恆定律得： mv 1 =m 1 v 1 ′+m 2 v 2 ′
得： V′ 1 =
本題主要應用v 2 ′當n取代1時，n+1就取代2． 設n號球質量為m，與n+1號球碰撞後的速度分別為v n ′、v n+1 ′取水平向右為正方向，據題意有n號球與n+1號球碰撞前的速度分別為v n 、0、m n+1 =km n 根據動量守恆，有m n V n =m n V′ n +km n V′ n+1 …① 根據機械能守恆，有
由①②得： V′ n+1 =
（2）設1號球擺至最低點時的速度為v 1 ，由機械能守恆定律有： m 1 gh=
v 1 = |
