Question

【題目】某同學用如圖所示的裝置通過半徑相同的a、b兩球的碰撞來驗證碰撞中的動量守恒：

（1）從圖中可以測出碰撞后b球的水平射程應取為______ cm

（2）下列說法中不符合本實驗要求的是______

A．安裝軌道時，軌道末端必須水平

B．需要使用的測量儀器有天平和刻度尺

C．在同一組實驗的多次碰撞中，每次入射球可以從不同高度由靜止釋放

（3）本實驗無須測量的物理量有______ ．

A．小球a、b的質量ma、mb；

B．斜槽軌道末端到水平地面的高度H；

C．記錄紙上O點到A、B、C各點的距離OA、OB、OC；

（4）小球a、b的質量ma、mb應該滿足ma ______ mb（填“大于”或“小于”或“等于”）

（5）實驗中記錄了軌道末端在記錄紙上的豎直投影為O點，經多次釋放入射球，在記錄紙上找到了兩球平均落點位置為A、B、C，并測得它們到O點的距離分別為OA、OB和OC．驗證碰撞中的動量守恒的達式為：______ ．

Answer 1

【答案】84.1 C B 大于 maOB=maOA+mcOC

【解析】

根據通過實驗的原理確定需要測量的物理量，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，根據動量守恒定律求出需要驗證的表達式．

(1)碰撞后b球的水平射程落點如圖所示，讀數約為84.1cm；

(2)A、本實驗中兩小球均應做平拋運動，故要求末端必須水平，故A正確；B、由實驗原理可知，我們需要兩小球的質量和水平位移，故應需要天平和刻度尺；故B正確；C、為了保證每次小球A的速度均相同，小球應從同一位置滑下；故C錯誤；本題選不正確的，故選C；

(3)本實驗中需要測量A球和B球的質量和兩球的水平射程OA、OB、OC；不需要測量G點相對于水平槽面的高度，故選：B；

(4)為了讓碰后b球的速度大于a球且防止a球反彈，應保證，a球的質量大于b球的質量；

(5)這樣可以防止a反彈碰撞后兩球都做平拋運動，它們拋出點的高度相同，在空中的運動時間t相同，由動量守恒定律得：mav0=mav1+mbv2，兩邊同時乘以時間t得：mav0t=mav1t+mbv2t，則maOB=maOA+mbOC，實驗需要驗證的表達式為：maOB=maOA+mbOC.