Question

2．某同學(xué)用如圖所示裝置通過半徑相同的A、B兩球的碰撞來驗(yàn)證動量守恒定律．圖中PQ是斜槽，QR為水平槽．實(shí)驗(yàn)時(shí)先使A球從斜槽上某一固定位置G由靜止開始滾下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡．重復(fù)上述操作10次，得到10個(gè)落點(diǎn)痕跡．再把B球放在水平槽上靠近末端的地方，讓A球仍從位置G自靜止開始滾下，和B球碰撞后，A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點(diǎn)痕跡．重復(fù)這種操作10次．圖中的O點(diǎn)是水平槽末端R在記錄紙上的垂直投影點(diǎn)．
（1）為減小實(shí)驗(yàn)誤差，在兩球碰撞后使A球不反彈，所選用的兩小球質(zhì)量關(guān)系應(yīng)為m_A＞m_B（選填“＞”、“＜”或“=”）；
（2）必需選用的測量儀器有BCE（選填字母代號）
A．秒表    B．天平    C．刻度尺    D．游標(biāo)卡尺    E．圓規(guī)．

Answer 1

分析 為了實(shí)現(xiàn)對心碰撞，兩球的直徑需相同，為零使碰撞后A球不反彈，則A球的質(zhì)量大于B球的質(zhì)量．
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理確定需要測量的物理量；則可確定需要的儀器．

解答 解：（1）在小球碰撞過程中水平方向動量守恒定律，故有：m_Av₀=m_Av₁+m_Bv₂
在碰撞過程中動能守恒，故有：$\frac{1}{2}{m}_{A}{{v}_{0}}^{2}=\frac{1}{2}{m}_{A}{{v}_{1}}^{2}+\frac{1}{2}{m}_{B}{{v}_{2}}^{2}$
聯(lián)立解得：${v}_{1}=\frac{{m}_{A}-{m}_{B}}{{m}_{A}+{m}_{B}}{v}_{0}$，要碰后入射小球的速度v₁＞0，即m_A-m_B＞0，故m_A＞m_B．
（2）由以上分析可知，實(shí)驗(yàn)中需要測量平拋距離，故需要用刻度尺；為了測量小球的質(zhì)量，應(yīng)用到天平；為了找出落點(diǎn)的準(zhǔn)確位置需要用圓軌；
本實(shí)驗(yàn)中兩球下落時(shí)間相同，不需要秒表；同時(shí)小球均從同一點(diǎn)開始平拋，不需要測量小球的直徑，故不需要游標(biāo)卡尺；
故答案為：（1）＞；（2）BCE

點(diǎn)評 本題關(guān)鍵明確驗(yàn)證動量守恒定律實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理，在分析實(shí)驗(yàn)時(shí)要注意等效替代在實(shí)驗(yàn)中的運(yùn)用．