Question

【題目】某同學用圖（甲）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球放在斜槽軌道末端水平段的最右端附近靜止，讓a球仍從原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下列物理量，哪些是本次實驗中必須測量的_______．（選填字母代號）

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、、

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小球a、b的質量ma、mb應該滿足的關系是ma＞mb；a、b兩小球碰撞后的落地點依次是圖中水平面上的__________點和______ 點；

③為測定未放被碰小球時，a球落點的平均位置，把刻度尺的零刻度線跟記錄紙上的O點對齊，（乙）圖給出了a球落點附近的情況，由圖可知a球落點與O點間的平均距離是_____cm；

④按照本實驗方法，動量守恒定律的驗證式是_______________________．

Answer 1

【答案】 BE A C 4.590

【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mav0=mavA+mbvB，兩邊同時乘以時間t得：mav0t=mavAt+mbvBt，則maOB=maOA+mbOC，

因此實驗需要測量：兩球的質量，兩球做平拋運動的水平位移，故選BE；

(2) 由圖1所示裝置可知，小球a和小球b相撞后，小球b的速度增大，小球a的速度減小，b球在前，a球在后，兩球都做平拋運動，由圖示可知，未放被碰小球時小球a的落地點為B點，碰撞后a、b的落點點分別為A、C點；

(3) 根據乙圖讀出a球落點與O點間的平均距離為：d=4.590cm；

(4) 由(1)可知，實驗需要驗證的表達式為：maOB=maOA+mbOC；

點晴：本題考查了實驗需要測量的量、實驗注意事項、實驗原理、刻度尺讀數、動量守恒表達式，解題時需要知道實驗原理，根據動量守恒定律與平拋運動規律求出實驗要驗證的表達式是正確答題的前提與關鍵。