Question

【題目】在驗證動量守恒定律的實驗中，實驗裝置如圖所示，圖中O點是小球拋出點在地面上垂直的投影。a、b是兩個半徑相等的小球。先讓入射球a多次從斜軌上同一位置S靜止釋放，找到其平拋落地點的位置，測量平拋射程。然后，把被碰的小球b靜置于軌道的水平部分，再將入射球a從斜軌上S位置靜置釋放，與小球b相碰，并多次重復。

（1）為了保證在碰撞過程中a球不反彈，a、b兩球的質量m1、m2間的關系是m1________m2

（2）完成本實驗，必須測量的物理量有________

A.小球a開始釋放的高度h B.拋出點距離地面的高度H

C.A球和B球的質量m1、m2 D.記錄點O到A、B、C的距離OA、OB、OC

（3）若兩球相碰前后的動量守恒，其表達式可表示m1OB=________

Answer 1

【答案】 大于 CD m1·OA+m2·OC

【解析】(1)實驗中為了防止入射球反彈，故要求入射球的質量大于被碰球的質量

(2)實驗時，先讓入射球ml多次從斜軌上S位置靜止釋放，找到其平均落地點的位置P，測量平拋射程OP．然后，把被碰小球m2靜置于軌道的水平部分，再將入射球ml從斜軌上S位置靜止釋放，與小球m2相碰，并多次重復。測量平均落點的位置，找到平拋運動的水平位移，因此步驟中C、D是必須的；而豎直高度以及小球釋放時的高度均不需要測量；故選CD.

(3)動量守恒的表達式是m1v0=m1v1+m2v2,由于小球在空中飛行時間相等，則兩邊同乘以時間即為水平射程，故兩球相碰前后的動量守恒，則m1OB+m2OC=m1OA應成立。故應驗證m1OB與m1OA+m2OC是否相等。