Question

16．某同學用如圖1所示裝置通過半徑相同的A、B兩球的碰撞來驗證動量守恒定律．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，得到如圖2所示的三個落地處．O點（圖中未畫出）是水平槽末端在記錄紙上的垂直投影點，米尺的零點與O點對齊．

（1）請你敘述用什么方法找出落地點的平均位置？用盡可能小的圓把所有的小球落點都圈在里面，其圓心就是小球落點的平均位置．
（2）觀察圖2讀出OP=20.00cm．
（3）已知m_A：m_B=2.5：1，碰撞過程中動量守恒，則由圖2可以判斷出Q是碰前A的落地處，P是碰后A的落地處． 
（4）用題中的字母寫出動量守恒定律的表達式m_AOQ=m_AOP+m_BOR．

Answer 1

分析 （1）用盡可能小的圓把所有的小球落點都圈在里面，其圓心就是小球落點的平均位置
（2）明確最小分度，根據刻度尺的讀數方法可明確對應的讀數；
（3）A與B相撞后，B的速度增大，A的速度減小，都做平拋運動，豎直高度相同，所以水平方向，B在A的前面；
（4）為了驗證碰撞前后動量守恒，即是驗證碰撞前的動量等于碰撞后的動量即可．

解答 解：（1）多做幾次試驗，用盡可能小的圓把所有的小球落點都圈在里面，其圓心就是小球落點的平均位置
（2）由圖可知，P點的坐標為20.00cm；
（3）A與B相撞后，B的速度增大，A的速度減小，碰前碰后都做平拋運動，高度相同，落地時間相同，所以Q點是碰前A球的落地點，P是碰后A的落地點，R是碰后B的落地點；
（3）根據兩小球從同一高度開始下落，故下落的時間相同，根據動量守恒定律可得m_Av₀=m_Av₁+m_Bv₂，故有m_Av₀t=m_Av₁t+m_Bv₂t，即m_AOQ=m_AOP+m_BOR
故答案為：
（1）用盡可能小的圓把所有的小球落點都圈在里面，其圓心就是小球落點的平均位置；（2）20.00cm； （3）碰前A； 碰后A；   （3）m_AOQ=m_AOP+m_BOR

點評 本題考查根據平拋運動規(guī)律來驗證動量守恒定律的實驗，要注意掌握兩球平拋的水平射程和水平速度之間的關系，是解決本題的關鍵．