Question

【題目】某科學探究小組的同學用圖示裝置研究碰撞中的動量守恒，實驗中使用半徑相等的兩小球A和B，實驗的主要步驟如下：

A．用天平測得A、B兩球的質量分別為m1、m2

B．如圖所示安裝器材，在豎直木板上記下O點(與置于C點的小球球心等高)，調節斜槽使其末端切線水平

C．在末端C處先不放球B，將球A從斜槽上的適當高度由靜止釋放，球A拋出后撞在木板上的平均落點為P

D．再將球B置于C點，讓球A從斜槽上同一位置靜止釋放，兩球碰后落在木板上的平均落點為M、N

E．用刻度尺測出三個平均落點到O點的距離分別為hM、hP、hN

回答下列問題：

(1)為減小實驗誤差，A、B兩球的質量m1、m2應滿足的大小關系是m1_____m2(填“大于”、“等于”或“小于”)；

(2)上述實驗中，碰后B球的平均落點位置應是_____(填“M”或“N”)；

(3)用實驗中測得的數據來表示，只要滿足關系式___________，就能說明兩球碰撞前后動量是守恒的．

Answer 1

【答案】大于 M

【解析】

（1）[1]為使碰后A小球運動方向不改變，需要保證A球質量大于B球質量；

（2）[2]兩球的水平位移相同，碰后B球速度大，所以飛行時間短，豎直方向下落高度小，所以碰后B球平均落點在M點；

（3）[3]小球碰后做平拋運動，分解位移：

解得平拋初速度：，所以：

碰前A球的速度：

碰后A球的速度：

碰后B球的速度：

根據動量守恒定律：

滿足的關系式為：