Question

【題目】某同學(xué)用圖中所示的裝置做“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)。先將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；再把大小相同的b球放在斜槽軌道末端水平段的最右端靜止放置，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)量的物理量有________

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ma、mb

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)根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，兩小球的質(zhì)量關(guān)系為ma__________mb(填“大于”、“小于”或“等于”)；

(3)放上被碰小球后，兩小球碰后是否同時(shí)落地？____________（填“同時(shí)落地”、“a球先落地”或“b球先落地”），如果不是同時(shí)落地，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有沒(méi)有影響？____________（填“有影響”、“沒(méi)有影響”）；

(4)為測(cè)定未放小球b時(shí)，小球a落點(diǎn)B的平均位置，把刻度尺的零刻度線跟記錄紙上的O點(diǎn)對(duì)齊，圖中給出了小球a落點(diǎn)附近的情況，由圖可得OB距離應(yīng)為__________ cm；

(5)按照本實(shí)驗(yàn)方法，驗(yàn)證動(dòng)量守恒的驗(yàn)證式是_____________________。（用題中測(cè)得物理量的符號(hào)表示）

Answer 1

【答案】BE 大于 b球先落地 對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果無(wú)影響 45.95(45.92~45.98) maOB＝maOA＋mbOC

【解析】

（1）要驗(yàn)證動(dòng)量守恒，就需要知道碰撞前后的動(dòng)量，所以要測(cè)量?jī)蓚�(gè)小球的質(zhì)量及碰撞前后小球的速度，碰撞前后小球都做平拋運(yùn)動(dòng)，速度可以用水平位移代替（2）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，都做平拋運(yùn)動(dòng)，由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律不難判斷出各自做平拋運(yùn)動(dòng)的落地點(diǎn)，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)求出碰撞前后兩個(gè)小球的速度，根據(jù)動(dòng)量的公式列出表達(dá)式，代入數(shù)據(jù)看碰撞前后的動(dòng)量是否相等．

（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，利用平拋的水平距離和物體質(zhì)量的乘積列動(dòng)量守恒，所以需要測(cè)量小球a、b的質(zhì)量ma、mb，記錄紙上O點(diǎn)到A、B、C各點(diǎn)的距離OA、OB、OC。故選BE。（2）要使碰后a球的速度大于零，水平向右，故兩球的關(guān)系是ma 應(yīng)大于mb,，

（3）b球先落地，b球先做的平拋運(yùn)動(dòng)。
（4）不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。因?yàn)閮尚∏蚋髯宰銎綊佭\(yùn)動(dòng)的時(shí)間是相等的。

（5）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，都做平拋運(yùn)動(dòng)，所以未放被碰小球時(shí)小球a的落地點(diǎn)為B點(diǎn)，由圖可知OB距離應(yīng)為45.95cm；

（6）B為碰前入射小球落點(diǎn)的位置，A為碰后入射小球的位置，C為碰后被碰小球的位置，
碰撞前入射小球的速度
碰撞后入射小球的速度

碰撞后被碰小球的速度
若mav1=mbv3+mav2則表明通過(guò)該實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了兩球碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒
帶入數(shù)據(jù)得：maOB＝maOA＋mbOC