Question

18．某同學用圖（1）所示裝置通過半徑相同的A、B兩球的碰撞來驗證動量守恒定律，圖中PQ是斜槽，QR為水平槽．實驗時先使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．重復上述操作10次，得到10個落點痕跡．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痕跡．重復這種操作10次．圖（1）中O點是水平槽末端R在記錄紙上的垂直投影點．B球落點痕跡如圖（2）所示，其中米尺水平放置，且平行于G、R、O所在的平面，米尺的零點與O點對齊．

（1）關(guān)于實驗中必須滿足的條件，下列說法正確的是
A．A球的質(zhì)量不小于B球的質(zhì)量
B．斜槽末端必須水平
C．斜面必須光滑
D．碰撞必須是對心正碰
（2）碰撞后B球的水平射程應取為85.5cm．
（3）在以下選項中，哪些是本次實驗必須進行的測量？答：ABD（填選項號）．
A．水平槽上未放B球時，測量A球落點位置到O點的距離
B．A球與B球碰撞后，測量A球落點位置到O點的距離
C．測量A球或B球的直徑
D．測量A球和B球的質(zhì)量（或兩球質(zhì)量之比）
E．測量G點相對于水平槽面的高度．

Answer 1

分析 （1）明確實驗原理，知道小球離開軌道后做平拋運動，它們在空中的運動時間相同，水平位移與出速度成正比，可以用水平位移代替小球的初速度，則可根據(jù)碰撞中動量守恒，從而分析實驗中應注意的事項；
（2）將各落點用圓圈起，則圓心位置的讀數(shù)即為落點的位置；
（3）根據(jù)實驗原理分析實驗中需要測量的物理量．

解答 解：（1）A、斜槽的末端必須水平，才能保證兩個小球離開斜槽后做平拋運動．故A正確；
B、為使兩球發(fā)生對心正碰，兩球半徑必須相等，故BD正確；
C、由于每次下滑中受到摩擦力均相同，故只要每次從同一點滑下時，到達最低點的速度均相同，故不需要斜面光滑，故C錯誤；
故選ABD．
（2）碰撞后b球的水平射程落點如圖2所示，取所有落點中靠近中間的點讀數(shù)，即可取一個最小的圓的圓心，約為85.5cm；
（3）A、水平槽上未放b球時，測量a球落點位置到O點的距離，即測量出碰撞前a球的速度，故A正確；
B、a球與b球碰撞后，測量a球落點位置到O點的距離，即測量出碰撞后a球的速度，故B正確；
C、不需要測量A球或B球的直徑，故C錯誤；
D、測量A球和B球的質(zhì)量（或兩球質(zhì)量之比），用來表示出球的質(zhì)量，故D正確；
E、不需要測量G點相對于水平槽面的高度，故E錯誤．故選：ABD．
故答案為：（1）ABD  （2）85.5    （3）ABD

點評 本題考查動量守恒定律的實驗驗證，要注意掌握兩球平拋的水平射程和水平速度之間的關(guān)系，是解決本題的關(guān)鍵，注意理解動量守恒定律的條件．