Question

某同學(xué)用圖5-3-22所示的裝置通過半徑相同的A、B兩球的碰撞來驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律.圖中PQ是斜槽，QR為水平槽.實(shí)驗(yàn)時(shí)先使A球從斜槽上某一固定位置G由靜止開始滾下，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(gè)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由靜止開始滾下和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.圖中O點(diǎn)是水平槽末端R在記錄紙上的垂直投影點(diǎn).B球落點(diǎn)痕跡如圖5-3-23所示，其中米尺水平放置，且垂直于G、R、O所在的平面，米尺的零點(diǎn)與O點(diǎn)對(duì)齊.

圖5-3-22

圖5-3-23

(1)碰撞后B球的水平射程應(yīng)取為___________cm.

(2)在以下選項(xiàng)中，哪些是本次實(shí)驗(yàn)必須進(jìn)行的測(cè)量？答：____________________(填選項(xiàng)號(hào))

A.水平槽上未放B球時(shí)，測(cè)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(cè)量A球落點(diǎn)位置到O點(diǎn)的距離

C.測(cè)量A球或B球的直徑

D.測(cè)量A球和B球的質(zhì)量(或兩球質(zhì)量之比)

E.測(cè)量G點(diǎn)相對(duì)于水平槽面的高度

Answer 1

解析：(1)用盡可能小的圓把這10個(gè)B球落點(diǎn)圈在里面，并使這10個(gè)落點(diǎn)盡可能均勻分布在圓內(nèi)，這個(gè)圓的圓心就是B球落點(diǎn)的平均位置.利用圖5-3-17中給出的刻度尺就可估讀出B球的水平射程應(yīng)為64.7 cm.

(2)這個(gè)實(shí)驗(yàn)是利用兩個(gè)質(zhì)量不等而大小相同的球A、B做對(duì)心碰撞來驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律.本實(shí)驗(yàn)中，是否需要測(cè)量?jī)汕虻陌霃绞菓?yīng)重點(diǎn)思考的一個(gè)問題.兩球碰后，A球在離R點(diǎn)一定距離處沿水平槽做水平運(yùn)動(dòng)，但不是平拋運(yùn)動(dòng)，到達(dá)R點(diǎn)，才開始做平拋運(yùn)動(dòng).所以，不論在確定A球碰撞前后做平拋運(yùn)動(dòng)的水平射程，還是確定碰撞后B球的水平射程，都與球的半徑無關(guān)，故在本實(shí)驗(yàn)中無需測(cè)球的半徑.有的學(xué)生在自己做“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”這一實(shí)驗(yàn)時(shí)，曾測(cè)過小球的半徑，因而在解本題時(shí)，認(rèn)為也要測(cè)小球的半徑.這里，首先要注意自己做過的那個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置與本題給出的實(shí)驗(yàn)裝置并不完全相同.在那個(gè)實(shí)驗(yàn)中，被碰的小球是放在離開槽的末端有一定距離的“小柱”上，本試題中沒有這一小柱，而是一水平槽QR.因此在本試題中，不需測(cè)小球的半徑是肯定的.

    在所給出的五個(gè)選項(xiàng)中，必須要進(jìn)行的測(cè)量是A、B和D三項(xiàng).

答案：(1)64.7(答數(shù)在64.2—65.2范圍內(nèi)的都給分)

(2)ABD(不是A、B、D的均給零分)