Question

9．用半徑相同的兩個(gè)小球A、B的碰撞驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置示意如圖所示，斜槽與水平槽圓滑連接，實(shí)驗(yàn)時(shí)先不放B球，使A球從斜槽上某一固定點(diǎn)C由靜止?jié)L下，落到位于水平地面的記錄紙上留下痕跡，再把B球靜置與水平槽前端邊緣處，讓A球仍從C點(diǎn)處?kù)o止?jié)L下，A球和B球碰撞后分別落在記錄紙上留下各自的痕跡，記錄紙上的O點(diǎn)是重垂線所指的位置，若測(cè)得各落點(diǎn)痕跡到O點(diǎn)的距離：OM=3.00cm，OP=8.70cm，ON=11.00cm，并稱得兩球的質(zhì)量分別為30g，60g，則
（1）質(zhì)量為30g的是B球（選填“A”或“B”）；
（2）未放B球時(shí)，A球落地點(diǎn)是記錄紙上的P點(diǎn)，碰后A球的落地點(diǎn)是記錄紙上的M點(diǎn)；
（3）根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算系統(tǒng)碰撞前總動(dòng)量P與碰撞后總動(dòng)量P′之比為1.02：1（計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）為防止碰撞后入射球反彈，入射球的質(zhì)量應(yīng)大于被碰球的質(zhì)量．
（2）A與B相撞后，B的速度增大，A的速度減小，都做平拋運(yùn)動(dòng)，豎直高度相同，水平方向上B在A的前面，根據(jù)題意題意與圖示分析答題．
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)用動(dòng)量守恒定律分析答題．

解答 解：（1）為防止碰撞后入射球反彈，入射球的質(zhì)量應(yīng)大于被碰球的質(zhì)量，則30g的應(yīng)是被碰球B．
（2）由圖所示裝置可知，小球A和小球B相撞后，小球bB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P點(diǎn)，碰撞后A、B的落點(diǎn)點(diǎn)分別為M、N點(diǎn)．
（3）小球離開軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)，它們拋出點(diǎn)的高度相同，在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等，小球的動(dòng)量：P=mv=m$\frac{x}{t}$，
碰撞前后系統(tǒng)總動(dòng)量之比：P：P′=m_Av_A：（m_Av_A′+m_Bv_B′）=m_A$\frac{OP}{t}$：（m_A$\frac{OM}{t}$+m_B$\frac{ON}{t}$）=60×$\frac{8.70}{t}$：（60×$\frac{3.00}{t}$+30×$\frac{11.00}{t}$）=8.7：8.5≈1.02：1；
故答案為：B；（2）P；M；（3）1.02：1．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理，知道實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、理解并掌握本實(shí)驗(yàn)的原理是解題的關(guān)鍵．要明確兩球平拋的水平射程和水平速度之間的關(guān)系，根據(jù)原理分析注意事項(xiàng)，并確定需要測(cè)量的量．