Question

【題目】某同學在探究物體彈性碰撞的特點時，先提出了如下假設：兩個物體碰撞前后各自的質量與自己的速度的乘積之和是不變的；為了驗證這個假設，該同學設計了如圖所示的實驗裝置，先將彈性小球a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；再把同樣尺寸大小的彈性小球b放在斜槽軌道末端水平段的最右端附近靜止，讓小球a仍從原固定點由靜止開始滾下，和小球b相碰后，兩小球分別落在記錄紙的不同位置處，重復10次．

（1）在安裝斜槽軌道時，要注意___________________________

（2）選擇彈性小球a、b時，為了防止小球被反彈，則小球a、b的質量ma、mb最好應該滿足的關系是ma________mb(填“>”、“=”或“<”)

（3）本實驗必須測量的物理量有（______）

A．斜槽軌道末端到水平地面的高度H

B．小球a、b的質量ma、mb

C．小球a、b離開斜槽軌道末端后平拋飛行的時間t

D．記錄紙上O點到A、B、C各點的距離sOA、sOB、sOC

E．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

（4）下圖為測定未放被碰小球時,小球a落點的平均位置，把刻度尺的零刻線與記錄紙上的O點對齊，圖中給出了小球a落點附近的情況，由圖可得OB距離應為________cm，由實驗測得的數據，如果滿足等式_____________________________，那么我們認為在碰撞中系統的動量是不變的．

Answer 1

【答案】 調整斜槽末端水平 > BD 46.41 masOB=masOA+mbsoc

【解析】（1）在安裝斜槽軌道時，要注意調整斜槽末端水平，保證小球做平拋運動．

（2）選擇彈性小球a、b時，入射小球的質量大于被碰小球的質量，防止入射小球反彈．
（3）在實驗中，需驗證動量是否守恒，需測量兩小球的質量，記錄紙上O點到A、B、C各點的距離SOA、SOB、SOC，因為平拋運動的時間相等，水平距離的大小代表速度的大小，故選BD．

（4）OB的距離為落點的平均位置，大小等于46.41cm．碰撞前小球a的動量為，碰撞后小球a的動量為，小球b的動量為，因為小球是從同一高度做平拋運動的，故落地時所用時間，要驗證動量守恒，即碰撞前后小球的動量相等，故，即，若等式滿足，則我們認為在碰撞中系統的動量是不變的．