Question

14．某同學(xué)用圖甲所示裝置做驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)．先讓a球從斜槽軌道上某固定點(diǎn)處由靜止開(kāi)始滾下，在水平地面上的記錄紙上留下壓痕，重復(fù)10次；再把同樣大小的b球放在斜槽軌道末端水平段的最右端附近靜止，讓a球仍從原固定點(diǎn)由靜止開(kāi)始滾下，和b球相碰后，兩球分別落在記錄紙的不同位置處，重復(fù)10次．

（1）本實(shí)驗(yàn)必須測(cè)量的物理量是BE．
A．斜槽軌道末端到水平地面的高度H
B．小球a、b的質(zhì)量m_a、m_b
C．小球a、b的半徑r
D．小球a、b 離開(kāi)斜槽軌道末端后平拋飛行的時(shí)間t
E．記錄紙上O點(diǎn)到A、B、C各點(diǎn)的距離OA、OB、OC
F．a(chǎn)球的固定釋放點(diǎn)到斜槽軌道末端水平部分間的高度差h
（2）為測(cè)定未放被碰小球時(shí)，小球a落點(diǎn)的平均位置，把刻度尺的零刻線跟記錄紙上的O點(diǎn)對(duì)齊，圖乙給出了小球a落點(diǎn)附近的情況，由圖可得OB距離應(yīng)為459.0mm．
（3）按照本實(shí)驗(yàn)方法，驗(yàn)證動(dòng)量守恒的驗(yàn)證式是m_aOB=m_aOA+m_bOC．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)動(dòng)量守恒定律求出需要驗(yàn)證的表達(dá)式，然后根據(jù)表達(dá)式分析答題．
（2）用最小的圓將各點(diǎn)包含進(jìn)去，測(cè)量圓心離起點(diǎn)的距離，即為平拋水平位移的距離；
（3）根據(jù)動(dòng)量守恒分析答題．

解答 解：（1）小球離開(kāi)軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)，小球在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t相等，如果碰撞過(guò)程動(dòng)量守恒，
則m_av₀=m_av_A+m_bv_B，兩邊同時(shí)乘以時(shí)間t得：m_av₀t=m_av_At+m_bv_Bt，則m_aOB=m_aOA+m_bOC，
因此A實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量：兩球的質(zhì)量，兩球做平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移，故選BE．
（2）由圖可知，OB的距離應(yīng)為459.0mm；
（3）由（1）可知，實(shí)驗(yàn)需要驗(yàn)證的表達(dá)式為：m_aOB=m_aOA+m_bOC．
故答案為：（1）BE   （2）459.0（458.7～459.5均可）  （3）m_aOB=m_aOA+m_bOC

點(diǎn)評(píng) 本題考查了驗(yàn)證動(dòng)量守恒實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量的量、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、實(shí)驗(yàn)原理、刻度尺讀數(shù)、動(dòng)量守恒表達(dá)式，解題時(shí)需要知道實(shí)驗(yàn)原理，根據(jù)動(dòng)量守恒定律與平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律求出實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證的表達(dá)式是正確答題的前提與關(guān)鍵．