Question

【題目】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ma、mb；
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）小球a、b的質(zhì)量應(yīng)該滿足關(guān)系
（3）放上被碰小球后兩小球碰后是否同時(shí)落地？
如果不是同時(shí)落地對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有沒有影響？為什么？
這時(shí)小球a、b的落地點(diǎn)依次是圖中水平面上的點(diǎn)和點(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 ．

Answer 1

【答案】
（1）B,E
（2）ma＞mb
（3）是,不能用水平位移代替碰撞后的速度,對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有影響,A,C
（4）ma?OB=ma?OA+mb?OC
【解析】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，

則mav0=mavA+mbvB，兩邊同時(shí)乘以時(shí)間t得：mav0t=mavAt+mbvBt，則maOB=maOA+mbOC，

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ma大于mb，即ma＞mb．（3）是同時(shí)落地，碰撞后兩小球做平拋運(yùn)動(dòng)，高度相同，所以運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，如果不同，則不能用水平位移代替碰撞后的速度，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有影響；

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：maOB=maOA+mbOC．

所以答案是：（1）BE；（2）ma＞mb；（3）是；不能用水平位移代替碰撞后的速度，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有影響；A、C；（4）maOB=maOA+mbOC．