Question

8．某實驗小組在“實驗：探究碰撞中的不變量”的實驗中，采用如圖1所示裝置通過半徑相同的A、B兩球的碰撞來進行探究．圖中PQ是斜槽，QR為水平槽．實驗時先使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．重復上述操作10次，得到10個落點痕跡．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痕跡．重復這種操作10次．圖中的O點是水平槽末端R在記錄紙上的垂直投影點．B球落點痕跡如圖2所示，其中米尺水平放置，且平行于G、R、O所在平面，米尺的零點與O點對齊．

（1）碰撞后B球的水平射程應取為64.7cm．
（2）在以下選項中，哪些是本次實驗必須進行的測量？ABD（填選項號）
A、水平槽上未放B球時，測量A球落點位置到O點的距離；
B、A球與B球碰撞后，測量A球落點位置到O點的距離；
C、測量A球或B球的直徑；
D、測量A球或B球的質量（或兩球質量之比）；
E、測量G點相對水平槽面的高度．

Answer 1

分析 根據(jù)通過實驗的原理確定需要測量的物理量，小球離開軌道后做平拋運動，它們在空中的運動時間相同，水平位移與出速度成正比，可以用水平位移代替小球的初速度，根據(jù)動量守恒定律求出需要驗證的表達式．

解答 解：（1）碰撞后b球的水平射程落點如圖2所示，取所有落點中靠近中間的點讀數(shù)，即可取一個最小的圓的圓心，約為64.7cm；
（2）根據(jù)實驗原理可得m_av₀=m_bv₁+m_bv₂，
由已測量的物理量m_a、m_b、OB、OA、OC．
又因下落時間相同，即可求得：m_aOB=m_aOA+m_bOC，
所以不需要測量水平槽面離地面的高度或小球在空中飛行時間，需要測量A球和B球的質量以及A球兩次落地時的水平距離和B球落地時的水平距離；
故選ABD；
故答案為：（1）64.7；（2）ABD

點評 本題考查驗證動量守恒定律的實驗；掌握兩球平拋的水平射程和水平速度之間的關系，是解決本題的關鍵，注意理解動量守恒定律的條件．