Question

2．某同學(xué)用圖所示裝置來驗證動量守恒定律，實驗時先讓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痕跡，重復(fù)10次；然后再把b球放在斜槽軌道末端的最右端附近靜止，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(fù)10次．回答下列問題：

（1）在安裝實驗器材時斜槽的末端應(yīng)處于水平切線處．
（2）小球a、b質(zhì)量m_a、m_b的大小關(guān)系應(yīng)滿足m_a＞m_b，兩球的半徑應(yīng)滿足r_a=r_b（選填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）本實驗中小球落地點的平均位置距O點的距離如圖所示，這時小球a、b兩球碰后的平均落地點依次是圖中水平面上的A點和C點．
（4）在本實驗中結(jié)合圖，驗證動量守恒的驗證式是下列選項中的B．
A．m_a$\overrightarrow{OC}$=m_a$\overrightarrow{OA}$+m_b$\overrightarrow{OB}$    B．m_a$\overrightarrow{OB}$=m_a$\overrightarrow{OA}$+m_b$\overrightarrow{OC}$    C．m_a$\overrightarrow{OA}$=m_a$\overrightarrow{OB}$+m_b$\overrightarrow{OC}$．

Answer 1

分析 （1）在安裝實驗器材時斜槽的末端應(yīng)保持水平，才能使小球做平拋運動．
（2）為防止碰撞過程入射球反彈，入射球的質(zhì)量應(yīng)大于被碰球的質(zhì)量；為了使小球發(fā)生對心碰撞，兩小球的半徑應(yīng)相等．
（3）根據(jù)圖示裝置與小球的運動分析答題．
（4）根據(jù)實驗的原理，明確動量守恒定律的內(nèi)容，即可正確解答．

解答 解：（1）小球離開軌道后做平拋運動，在安裝實驗器材時斜槽的末端應(yīng)保持水平，才能使小球做平拋運動．
（2）為防止碰撞過程入射球反彈，入射球的質(zhì)量應(yīng)大于被碰球的質(zhì)量m_a大于m_b，即m_a＞m_b．為保證兩個小球的碰撞是對心碰撞，兩個小球的半徑要相等；
（3）由圖1所示裝置可知，小球a和小球b相撞后，小球b的速度增大，小球a的速度減小，
b球在前，a球在后，兩球都做平拋運動，由圖示可知，未放被碰小球時小球a的落地點為B點，碰撞后a、b的落點點分別為A、C點．
（4）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：m_av₀=m_av_A+m_bv_B，
兩邊同時乘以時間t得：m_av₀t=m_av_At+m_bv_Bt，
得：m_aOB=m_aOA+m_bOC，
故選：B．
故答案為：（1）保持水平；（2）＞，=；（3）A，C；（4）B

點評 本題考查了實驗需要測量的量、實驗注意事項、實驗原理、刻度尺讀數(shù)、動量守恒表達式，解題時需要知道實驗原理，對刻度尺讀數(shù)時要先確定其分度值，然后再讀數(shù)，讀數(shù)時視線要與刻度線垂直；求出需要實驗要驗證的表達式是正確答題的前提與關(guān)鍵．