Question

用半徑相同的兩小球A、B的碰撞驗證動量守恒定律，實驗裝置示意如圖所示，斜槽與水平槽圓滑連接．以下是實驗操作步驟：
A．先不放B球，使A球從斜槽上某一固定點C由靜止滾下，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；
B．把B球靜置于水平槽前端邊緣處，讓A球

仍從C處由靜止滾下

，A球和B球碰撞后分別落在記錄紙上留下各自的痕跡，重復上述操作10次；
C．記錄紙上的O點是重錘垂直所指的位置，確定A球前、后的平均落點和B球碰撞后的平均落點，其方法是

用盡可能小的圓把10個記錄圈住，其圓心的位置就是平均落點的位置

用天平稱量出兩球的質量，用米尺測量出各球落點的平均位置到O點的距離，如下表：

mA/g	mB/g	OM/cm	ON/cm	OP/cm
10.0	40.0	39.30	54.85	98.29

①根據表中的數據分析可得：M點是B球的落點，則N點是A球在

碰撞后

的落點，P點是A球在

碰撞前

的落點．（填“碰撞前”或“碰撞后”）
②取小球做平拋運動的時間為單位時間，用m_A、m_B和圖中字母表示碰撞前的總動量p₁=

m_A?OP

，碰撞后的總動量p₂=

m_B?OM-m_A?ON

．
③將表中數據代入發現p₁

小于

p₂（填“大于”、“等于”或“小于”）．

Answer 1

分析：把B球靜置于水平槽前端邊緣處，讓A球仍從C處由靜止滾下，使得兩次到達底端的速度不變，用盡可能小的圓把10個記錄圈住，其圓心的位置就是平均落點的位置．碰撞后A球的速度比碰撞前小，根據該規律確定A球碰撞前后的落點．平拋運動的水平位移除以時間等于平拋運動的初速度，從而求出碰撞前后A、B兩球的總動量．通過計算比較碰撞前后的總動量．

解答：解：為了使A球到達底端的速度不變，讓A球仍從C處由靜止滾下．確定A球前、后的平均落點和B球碰撞后的平均落點，用盡可能小的圓把10個記錄圈住，其圓心的位置就是平均落點的位置．
①因為碰撞后A球的速度減小，可知N點是A球在碰撞后的落點，P點是A球碰撞前的落點．
②碰撞前A、B兩球的總動量p1=mAvA=mA

OP

t

=mA?OP．由表格中的數據知，A球碰后反彈，m_Bv_B-m_Av_A′=m_B?OM-m_A?ON．
③通過表格中數據計算知，p₁＜p₂．A球碰后反彈回去，在軌道上運動的過程中，要克服摩擦力做功而消耗機械能，它再次運動到斜槽末端時，速度較碰撞后小，因此m_B?OM-m_A?ON比m_A?OP要大
故答案為：仍從C處由靜止滾下；用盡可能小的圓把10個記錄圈住，其圓心的位置就是平均落點的位置
①碰撞后，碰撞前；
②m_A?OP，m_B?OM-m_A?ON；
③小于．

點評：解決本題的關鍵知道實驗的原理，以及掌握實驗中處理的方法，知道誤差形成的原因．