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：①兩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1所示的實驗裝置。先將彈性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；再把同樣尺寸大小的彈性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)在安裝斜槽軌道時,要注意______.

(2)選擇彈性小球a、b時,小球a、b的半徑ra、rb應該滿足關系：ra______rb(填“>”或“=”或“<”)。

(3)本實驗必須測量的物理量有以下哪些______.

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)圖2為測定未放被碰小球時，小球a落點的平均位置，把刻度尺的零刻線跟記錄紙上的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】使斜槽末端切線水平 = BD 46.42 maSOB=maSOA+maSOB

【解析】

(1)小球離開斜槽后做平拋運動，為保證小球離開斜槽后做平拋運動，在安裝斜槽軌道時，要注意使斜槽末端切線水平.

(2)若要保證兩球是對心碰撞，需要兩個球大小相同，則.

(3)如果碰撞過程系統動量守恒定律，以向右為正方向，由動量守恒定律得：mava=mava'+mbvb′，小球離開斜槽后做平拋運動的高度相同，它們在空中的運動時間t相等，兩邊同乘以時間t，mavat=mava't+mbvb′t，則有：maSOB=maSOA+mbSOB，則實驗需要測量兩球的質量、O點到A、B、C各點的距離sOA、sOB、sOC，故選BD；

(4)由圖示刻度尺可知，其分度值為1mm，O、B間的距離為46.42cm；由理論公式分析可知，實驗需要驗證的表達式為：maSOB=maSOA+mbSOB.