Question

【題目】某同學用如圖所示的裝置做“驗證動量守恒定律”實驗，其中斜槽軌道末端切線水平，O點是軌道末端在記錄紙上的豎直投影點。實驗主要步驟如下：

①讓a球從斜槽軌道上某固定點處由靜止開始運動，落在位于水平地面上的記錄紙上。重復這一操作10次，找出a球的平均落地點位置P。

②把同樣大小的b球靜止放置在斜槽軌道末端，讓a球仍從原固定點由靜止釋放，和b球相碰后，兩球均落在記錄紙上。重復這一操作10次，找出a、b球的平均落地點位置M、N。

（1）本實驗必須測量的物理量有________；

A．小球a、b的質量ma、mb

B．斜槽軌道末端到水平地面的高度H

C．小球a、b離開斜槽軌道末端后平拋運動的時間t

D．記錄紙上O點到P、M、N各點的距離OP、OM、ON

E．a球的固定釋放點到斜槽軌道末端的高度差h

（2）根據實驗要求，ma__________mb(填“大于”“小于”或“等于”)；

（3）若兩球碰撞前后動量守恒，其表達式可表示為_______________ [用（1）中測量的物理量表示]。

Answer 1

【答案】 AD 大于

【解析】（1）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，由圖可知，只放小球a時，其落地點為P點，而兩小球相碰時，a球的落地點為M點，而B球的落地點為N點；兩邊同時乘以時間t得：mav0t=mavAt+mbvBt，得：maOP=maOM+mbON,
則本實驗必須測量的物理量有故選：AD．
（2）根據實驗要求，入射球的質量必須大于被碰球的質量，防止入射球碰后反彈，則ma大于mb；

（3）若兩球碰撞前后動量守恒，其表達式可表示為：maOP=maOM+mbON