Question

【題目】利用如圖的裝置可以驗證動量守恒定律．

(1)下面是一系列的操作，其中不必要的操作是：__________（填序號）

A．在桌邊固定斜槽，使它的末端切線水平，在末端點掛上重垂線，并在地面已經鋪好的紙上記錄重垂線所指位置O點；

B．用天平稱出兩球的質量mA和mB；

C．用刻度尺測出球的直徑d（兩球直徑相等），在紙上標出O′點；

D．測出A球釋放位置的高度h；

E．測出桌面離地面的高度H；

F．不放置被碰小球B，讓小球A從某點自由滾下，重復多次后記錄落地點平均位置P；

G．調節斜槽末端右側的小支柱，使其與斜槽末端等高，且距離等于球的直徑，在小支柱上安放被碰小球B，讓小球A從同一點自由滾下，重復多次后記錄兩球落地點平均位置M和N；

H．用米尺測量OP、OM、O′N的距離．

(2)實驗中兩球質量的關系應為mA _______ mB（填“＜”、“＝”或“＞”）．

(3)若動量守恒，則有關線段應滿足的關系式為__________________________

Answer 1

【答案】（1）DE（2）＞（3）

【解析】試題分析：①驗證兩球碰撞過程的動量守恒，小球離開軌道后做平拋運動，軌道末端必須水平，小球每次釋放的高度應相同，小球做平拋運動的高度相等，在空中的運動時間相等，它的水平位移與初速度成正比，可以用小球的水平位移代替初速度，實驗時需要測出兩球的質量、小球的水平位移；在桌邊固定斜槽，使它的末端切線水 平，在末端點掛上重垂線，并在地面已經鋪好的紙上記錄重垂線所指位置O點，A正確；用天平稱出兩球的質量和，B正確；用刻度尺測出球的直徑d（兩球直徑相等），在紙上標出點，C正確；測出A球釋放位置的高度h，實驗不需要測球的釋放高度，只要保證每次釋放小球的高度相等即可，故C錯誤；測出桌面離地面的高度H，實驗只需要測球的水平位移，不需要測高度H，故D錯誤；不放置被碰小球B，讓小球A從某點自由滾下，重復多次后記錄落地點平均位置P，F正確；調節斜槽末端右側的小支柱，使其與斜槽末端等高，且距離等于球的直徑，在小支柱上安放被碰小球B，讓小球A從同一點自由滾下，重復多次后記錄兩球落地點平均位置M和N，G正確；

②為防止兩球碰撞后，入射球反彈，入射球的質量應大于被碰球的質量，即：．

③要驗證動量守恒定律定律，即驗證：，小球離開軌道后做平拋運動，它們拋出點的高度相等，在空中的運動時間t相等，上式兩邊同時乘以t得：，得：．