Question

1．某同學(xué)用如圖所示的裝置做驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律實(shí)驗(yàn)．先讓a球從斜槽軌道上某固定點(diǎn)由靜止開始滾下，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)量的物理量有以下哪些？
A．斜槽軌道末端到水平地面的高度H；
B．小球a、b的質(zhì)量分別為m_a、m_b；
C．小球a、b的半徑r；
D．小球a、b在離開斜槽軌道末端后平拋飛行的時(shí)間；
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．
答：BE．
（2）若入射小球a質(zhì)量為m_a，半徑為r_a；被碰小球b質(zhì)量為m_b，半徑為r_b，則實(shí)驗(yàn)中要求C
A．m_a＞m_b，r_a＞r_b B．m_a＞m_b，r_a＜r_b C．m_a＞m_b，r_a=r_b D．m_a＜m₂，r_a=r_b
（3）放上被碰小球b后，兩小球碰后a球的落地點(diǎn)是圖中水平面上的A點(diǎn)．
（4）按照本實(shí)驗(yàn)方法，驗(yàn)證動(dòng)量守恒的驗(yàn)證式是m_a•OB=m_a•OA+m_b•OC．

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）為防止碰撞過程入射球反彈，入射球的質(zhì)量應(yīng)大于被碰球的質(zhì)量．
（3）根據(jù)圖示裝置與小球的運(yùn)動(dòng)分析答題．
（4）根據(jù)動(dòng)量守恒分析答題．

解答 解：（1）小球離開軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)，小球在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t相等，如果碰撞過程動(dòng)量守恒，以a的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎�方向�?br />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）為防止碰撞過程入射球反彈，入射球的質(zhì)量應(yīng)大于被碰球的質(zhì)量m_a大于m_b，即m_a＞m_b．
為了讓兩球?qū)π呐鲎玻瑑汕虻陌霃綉?yīng)相同；故選：
（3）由圖1所示裝置可知，小球a和小球b相撞后，小球b的速度增大，小球a的速度減小，
b球在前，a球在后，兩球都做平拋運(yùn)動(dòng)，由圖示可知，未放被碰小球時(shí)小球a的落地點(diǎn)為B點(diǎn)，碰撞后a、b的落點(diǎn)點(diǎn)分別為A、C點(diǎn)．
（4）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）C；（3）A（4）m_a•OB=m_a•OA+m_b•OC

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(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．