Question

用如圖所示裝置通過半徑相同的A、B兩球碰撞來驗證動量守恒定律，實驗時先使質量為m_A的A球從斜槽上某一固定點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，把質量為m_B的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，得到了如圖所示的三個落地處．
①請在圖中讀出OP=

17.5

cm．
②由圖可以判斷出R是

B

球的落地點，Q是

A

球的落地點．
③為了驗證碰撞前后動量守恒，該同學只需驗證表達式

m_AOQ=m_AOP+m_BOR

．

Answer 1

分析：（1）OP的讀數由兩部分組成，準確值和估計值．
（2）A與B相撞后，B的速度增大，A的速度減小，都做平拋運動，豎直高度相同，所以水平方向，B在A的前面；
（3）為了驗證碰撞前后動量守恒，即是驗證碰撞前的動量等于碰撞后的動量即可．

解答：解：（1）從圖中直接讀出讀數為：17.5cm，
（2）A與B相撞后，B的速度增大，A的速度減小，碰前碰后都做平拋運動，高度相同，落地時間相同，所以Q點是沒有碰時A球的落地點，R是碰后B的落地點，P是碰后A的落地點；
（3）根據兩小球從同一高度開始下落，故下落的時間相同，根據動量守恒定律可得m_Av₀=m_Av₁+m_Bv₂，故有m_Av₀t=m_Av₁t+m_Bv₂t，即m_AOQ=m_AOP+m_BOR
故答案為：17.5；B，A；m_AOQ=m_AOP+m_BOR

點評：掌握兩球平拋的水平射程和水平速度之間的關系，是解決本題的關鍵．