Question

【題目】為了驗證“兩小球碰撞過程中的動量守恒”，某同學用如圖所示的裝置進行了如下的操作：

①將斜槽軌道的末端調整水平，在一塊平木板表面先后釘上白紙和復寫紙，并將該木板豎直立于靠近槽口處，使小球 a從斜槽軌道上某固定點處由靜止釋放，撞到木板并在白紙上留下痕跡 O；

②將木板向右平移適當的距離固定，再使小球 a從原固定點由靜止釋放，撞到木板并在白 紙上留下痕跡 P；

③把小球 b靜止放在斜槽軌道的水平段的最右端，讓小球 a仍從原固定點由靜止釋放，和小球 b相碰后，兩小球撞到木板并在白紙上留下痕跡M 和 N；

④用天平測出 a、b兩個小球的質量分別為 ma和 mb，用刻度尺測量白紙上 O 點到 M、P、N三點的距離分別為 yM、yP 和 yN.根據上述實驗，請回答下列問題：

(1)為了減小實驗誤差，選擇入射球 ma、被碰球 mb 時，應該使 ma_____mb.（填“大于”、“等 于”、“小于”）

(2)小球 a下滑過程中與斜槽軌道間存在摩擦力，這對實驗結果_________產生誤差（選填“會”或“不會”）

(3)小球 a和 b發生碰撞后，小球 b在圖中白紙上撞擊痕跡應是_____點。

(4)用本實驗中所測得的物理量來驗證兩小球碰撞過程中動量守恒，其表達式為：_____.

Answer 1

【答案】大于 不會 M

【解析】

（1）選擇入射球 ma、被碰球 mb 時，為防止入射球反彈，則應該使 ma大于mb.

（2）小球a下滑過程中與斜槽軌道間存在摩擦力，不會對實驗結果產生誤差，因為只要保證小球從靜止釋放到達最低點的速度相等即可，斜槽不一定需要光滑．
（3）小球 a和 b發生碰撞后，小球 b在圖中白紙上撞擊痕跡應是M點。

（4）根據yP＝gt2得，，則小球a不與小球b碰撞，平拋運動的初速度，同理可得，小球a與b碰撞后，a的速度，b的速度，驗證動量守恒的表達式為mav=mav1+mbv2，即.