Question

【題目】某同學用如圖所示的裝置做驗證動量守恒定律的實驗．先將a球從斜槽軌道上某固定點處由靜止開始滾下，在水平地面上的記錄紙上留下壓痕，重復10次；再把同樣大小的b球放在斜槽軌道末水平段的最右端上，讓a球仍從固定點由靜止開始滾下，和b球相碰后，兩球分別落在記錄紙的不同位置處，重復10次．

(1)本實驗必須測量的物理量有_________．

A．斜槽軌道末端距水平地面的高度H

B．小球a、b的質量ma、mb

C．小球a、b的半徑r

D．小球a、b離開斜槽軌道末端后平拋飛行的時間t

E．記錄紙上O點到A、B、C各點的距離OA、OB、OC

F．a球的固定釋放點到斜槽軌道末端水平部分間的高度差h

(2)某同學在做實驗時，測量了過程中的各個物理量，利用上述數據驗證，若兩球相碰前后的動量守恒，其表達式可表示為________________________[用(1)中測量的量表示]；若碰撞是彈性碰撞，那么還應滿足的表達式為___________[用(1)中測量的量表示]。

Answer 1

【答案】 (1)BE (2) ma·OB=　ma·OA＋mb·OC ma·OB2=　ma·OA2＋mb·OC2

【解析】（1）小球離開軌道后做平拋運動，小球在空中的運動時間t相等，如果碰撞過程動量守恒，則有：mav0=mavA+mbvB，
兩邊同時乘以時間t得：mav0t=mavAt+mbvBt，則maOB=maOA+mbOC，
因此A實驗需要測量：兩球的質量，兩球做平拋運動的水平位移，故選BE．

（2）實驗需要驗證的表達式為：maOB=maOA+mbOC．

若為彈性碰撞，則碰撞前后系統動能相同，則有： mav02=mavA2+mbvB2，
將即滿足關系式：maOA2+mbOC2=maOB2；