Question

13．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．實驗時先使a球從斜槽上某一固定位置由靜止開始滾下，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球仍從同一位置由靜止開始滾下，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．

（1）碰撞后b球的水平射程應取為30.5cm．
（2）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球的質量（或兩球質量之比）
E．測量地面相對于水平槽面的高度
（3）設入射球a、被碰球b的質量分別為m₁、m₂，半徑分別為r₁、r₂，為了減小實驗誤差，下列說法正確的是B
A．m₁=m₂，r₁＞r₂                  B．m₁＞m₂，r₁=r₂
C．降低斜槽的高度                 D．入射小球釋放點要適當高一些．

Answer 1

分析 （1）用盡可能小的圓將盡可能多的小球的落點圈住，圓心的位置就可以看成是小球的平均落點；
（2）根據實驗原理明確實驗中應測量的數據；
（3）分析實驗誤差原因，從而明確應采取何種措施來減小實驗誤差．

解答 解：（1）用盡可能小的圓將盡可能多的小球的落點圈住，圓心的位置就可以看成是小球的平均落點；該落點的讀數為30.5cm；
（2）根據動量守恒定律以及平拋運動規律可知，實驗中需要測量的物理量有兩小球的質量、水平槽上未放b球時，測量a球落點位置到O點的距離以及碰后兩球的水平距離，故選：ABD．
（3）A、要碰后入射小球的速度大于零，即不被反彈，要求m₁＞m₂，故A錯誤，B正確；
C、為了減小誤差，使碰撞過程物理量便于測量，應該適當增大入射小球是速度，即入射小球釋放點要適當高一些，因此C錯誤，D正確．
故選BD．
故答案為：（1）30.5；（2）ABD； （3）BD．

點評 本題利用平拋運動來驗證動量守恒定律，主要在于明確實驗原理、實驗方法以及實驗誤差存在的原因和減小誤差的措施．