Question

1．某同學用圖甲所示裝置通過半徑相同的A、B兩球的碰撞來尋找碰撞中的不變量，圖中PQ是斜槽，QR為水平槽，實驗時先使A球從斜槽上某一固定位置C由靜止開始滾下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡，重復上述操作10次，得到10個落點痕跡，再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，讓A球仍從位置C由靜止開始滾下，和B球碰撞后，A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點痕跡，重復這種操作10次，圖中O是水平槽末端口在記錄紙上的垂直投影點，Pˊ為未放被碰小球B時A球的平均落點，M為與B球碰后A球的平均落點，N為被碰球B的平均落點．若B球落點痕跡如圖乙所示，其中米尺水平放置，且平行于O Pˊ，米尺的零點與O點對齊．

（1）兩小球質(zhì)量及大小關(guān)系應滿足B，
A．m_A=m_B        B．m_A＞m_B       C．m_A＜m_B       D．大小相等     E．沒有限制
（2）碰撞后B球的水平射程應為64.7 cm
（3）本實驗我們要驗證等式：m_AOP=m_AOM+m_BON  是否成立．

Answer 1

分析 （1）明確兩小球質(zhì)量關(guān)系，知道入射球大于被碰球，防止發(fā)生反彈現(xiàn)象；
（2）多次實驗，用圓將所有落點圈起，其圓心位置即為落點位置；
（3）根據(jù)通過實驗的原理確定需要測量的物理量，小球離開軌道后做平拋運動，它們在空中的運動時間相同，水平位移與出速度成正比，可以用水平位移代替小球的初速度，根據(jù)動量守恒定律求出需要驗證的表達式．

解答 解：（1）為防止兩球碰撞后入射球反彈，入射球的質(zhì)量應大于被碰球的質(zhì)量，即m_A＞m_B．故選B；
（2）由圖乙所示可知，取所有落點中靠近中間的點讀數(shù)，即可取一個最小的圓的圓心，約為64.7cm；
（3）兩球離開軌道后做平拋運動，它們在控制的運動時間t相等，如果碰撞過程動量守恒，則：m_Av₀=m_Av₁+m_Bv₂，兩邊同時乘以t得：m_Av₀t=m_Av₁t+m_Bv₂t，
則：m_AOP=m_AOM+m_BON，
故答案為：（1）B；（2）64.7；（3）m_AOP=m_AOM+m_BON，

點評 本題考查驗證動量守恒定律的實驗，掌握兩球平拋的水平射程和水平速度之間的關(guān)系，是解決本題的關(guān)鍵，注意理解動量守恒定律的條件．