Question

5．用如圖1所示的裝置，來驗證碰撞過程中的動量守恒．圖中PQ是斜槽，QR為水平槽．O點是水平槽末端R在記錄紙上的垂直投影點，A、B兩球的質(zhì)量之比m_A：m_B=3：1．先使A球從斜槽上某一高度處由靜止釋放，在水平地面的記錄紙上留下落點痕跡P，重復10次，得到10個落點．再把B球放在水平槽上的末端R處，讓A球仍從同一高度處由靜止釋放，與B球碰撞，碰后A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點痕跡，重復10次．A、B兩球在記錄紙上留下的落點痕跡如圖2所示，其中米尺的零點與O點對齊．

（1）碰撞后A球的水平射程應取14.50cm．
（2）下列說法中不符合本實驗要求的是A．（選填選項前面的字母）
A．球A比球B質(zhì)量大或者小均可，但二者的直徑必須相同
B．在同一組實驗的不同碰撞中，每次A球必須從同一高度由靜止釋放
C．安裝軌道時，軌道末端必須水平
D．需要使用的測量儀器有天平和刻度尺
（3）本實驗巧妙地利用小球飛行的水平距離表示小球的水平速度．下面的實驗條件中，可能不能使小球飛行的水平距離的大小表示為水平初速度大小的是C．
A．使A、B兩小球的質(zhì)量之比改變?yōu)?：1
B．升高小球初始釋放點的位置
C．使A、B兩小球的直徑之比改變?yōu)?：3
D．升高桌面的高度，即升高R點距地面的高度．

Answer 1

分析 （1）A小球和B小球相撞后，B小球的速度增大，A小球的速度減小，所以碰撞后A球的落地點距離O點最近，讀數(shù)時取平均值；
（2）只有當小球做平拋運動時才能用水平位移表示為水平速度；

解答 解：（1）A小球和B小球相撞后，B小球的速度增大，A小球的速度減小，碰撞前后都做平拋運動，高度相同，所以運動時間相同，所以速度大的水平位就大，而碰后A的速度小于B的速度，所以碰撞后A球的落地點距離O點最近，所以碰撞后A球的水平射程應取14.50cm． 
（2）A、為了保證入射小球不反彈，則入射小球的質(zhì)量大于被碰小球的質(zhì)量；為了發(fā)生對心碰撞，兩球的直徑需相同．故A不符合要求．
B、在同一組實驗的不同碰撞中，每次入射球必須從同一高度由靜止釋放，保證碰前的速度相同．故B符合要求．
C、為了保證小球做平拋運動，安裝軌道時，軌道末端必須水平．故C符合要求．
D、在該實驗中需要測量小球的質(zhì)量以及小球的水平位移，需要的測量儀器是天平、刻度尺．故D符合要求．
本題選不符合要求的，故選：A．
（3）根據(jù)實驗原理可知，只有當小球做平拋運動時才能用水平位移表示為水平速度，故
A、改變小球的質(zhì)量比，小球碰撞后仍然做平拋運動，可以用小球飛行的水平距離表示為水平速度；
B、升高固定點G的位置，小球碰撞后仍然做平拋運動，可以用小球飛行的水平距離表示為水平速度；
C、使A、B兩小球的直徑之比改變?yōu)?：3，小球的球心不在同一高度，碰撞后小球的速度不在水平方向，不能做平拋運動，不可以用小球飛行的水平距離表示為水平速度；
D、升高桌面的高度，即升高R點距地面的高度，小球碰撞后仍然做平拋運動，可以用小球飛行的水平距離表示為水平速度；
故選：C
故答案為：（1）14.50（14.45-14.51）；  （2）A；③C

點評 本題考查驗證動量守恒定律的實驗，只要能掌握實驗的原理，以及兩球平拋的水平射程和水平速度之間的關(guān)系，即可正確求解本題．