Question

某同學(xué)用下圖所示裝置探究A、B兩球在碰撞中動量是否守恒。該同學(xué)利用平拋運(yùn)動測量兩球碰撞前后的速度，實驗裝置和具體做法如下，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G由靜止開始滑下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡。重復(fù)上述操作10次，得到10個落點(diǎn)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G由靜止開始滑下，和B球碰撞后，A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點(diǎn)痕跡。重復(fù)這種操作10次，并畫出實驗中A、B兩小球落點(diǎn)的平均位置。圖中O點(diǎn)是水平槽末端R在記錄紙上的垂直投影點(diǎn)。其中米尺水平放置，且平行于G、R、O所在的豎直平面，米尺的零點(diǎn)與O點(diǎn)對齊。

（1）（2分）為了使兩球碰撞為一維碰撞，所選兩球的直徑關(guān)系為：A球的直徑            B球的直徑（“大于”、“等于”或“小于”）；為減小實驗誤差，在兩球碰撞后使A球不反彈，所選用的兩小球質(zhì)量關(guān)系應(yīng)為m_A               m_B（選填“小于”、“大于”或“等于”）；
（2）（2分）在以下選項中，哪些是本次實驗必須進(jìn)行的測量？答：       （填選項號）。
A、水平槽上未放B球時，測量A球落點(diǎn)位置到O點(diǎn)的距離
B、A球與B球碰撞后，測量A球與B球落點(diǎn)位置到O點(diǎn)的距離
C、A球和B球在空間飛行的時間
D、測量G點(diǎn)相對于水平槽面的高度

（3）（4分）已知m_A和m_B。 E、F、J是實驗中小球落點(diǎn)的平均位置，請你根據(jù)該同學(xué)實驗中所選小球和實驗的記錄紙判斷，A球沒有碰撞B球時的落點(diǎn)是             點(diǎn)（在E、F、J三個落點(diǎn)中選填），A球與B球碰撞后A球的落點(diǎn)是             點(diǎn)（在E、F、J三個落點(diǎn)中選填）。該同學(xué)通過實驗數(shù)據(jù)說明在實驗中A、B兩球碰撞中動量守恒，請你用上圖中的字母寫出該同學(xué)判斷動量守恒的表達(dá)式是              。

Answer 1

（1）等于 大于 （2）AB （3） F   E  m_AOF=m_AOE+m_BOJ

試題分析：（1）為了保證能夠發(fā)生正碰，需要使兩球的直徑相等；為了使碰撞后不反彈，必須使m_A>m_B；（2）據(jù)m_Av_A=m_Av_A^’+m_Bv_B^’，由于A、B球都從平臺上做平拋運(yùn)動，運(yùn)動時間相同，則有：m_Ax_oA=m_Ax_oA^’+m_Bx_OB^’,所以AB選項正確；（3）A球沒有碰撞B球時的落點(diǎn)是F，A球與B球碰撞后A球的落點(diǎn)是E，：m_Ax_oF=m_Ax_oE^’+m_Bx_OJ^’。