Question

14．某同學(xué)用如圖（甲）裝置做《探究碰撞中的不變量》實(shí)驗(yàn)．先將a球從斜槽軌道上某固定點(diǎn)處由靜止開(kāi)始滾下，在水平地面上的記錄紙上留下壓痕，重復(fù)10次；再把同樣大小的b球放在斜槽軌道末端水平段的最右端附近靜止，讓a球仍從原固定點(diǎn)由靜止開(kāi)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．已知小球a的質(zhì)量大于小球b的質(zhì)量．

（1）本實(shí)驗(yàn)必須測(cè)量的物理量有以下哪些BD．
A．斜槽軌道末端到水平地面的高度H；
B．小球a、b的質(zhì)量m_a、m_b；
C．小球a、b 離開(kāi)斜槽軌道末端后平拋飛行的時(shí)間t；
D．記錄紙上O點(diǎn)到A、B、C各點(diǎn)的距離$\overline{OA}$、$\overline{OB}$、$\overline{OC}$；
E．a(chǎn)球的固定釋放點(diǎn)到斜槽軌道末端水平部分間的高度差h；
（2）為測(cè)定未放被碰小球時(shí)，小球a落點(diǎn)的平均位置，把刻度尺的零刻線跟記錄紙上的O點(diǎn)對(duì)齊，（乙）圖給出了小球a落點(diǎn)的情況，由圖（乙）可得$\overline{OB}$距離應(yīng)為45.90cm．
（3）由實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)，如果滿足等式${m_a}\overline{OB}={m_a}\overline{OA}+{m_b}\overline{OC}$，那么我們認(rèn)為在碰撞中系統(tǒng)的動(dòng)量是不變的．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)動(dòng)量守恒定律求出需要驗(yàn)證的表達(dá)式，然后根據(jù)表達(dá)式分析答題．
（2）以最小圓將各點(diǎn)圈起來(lái)，圓心的位置為落點(diǎn)位置；根據(jù)刻度尺的讀數(shù)方法可得出對(duì)應(yīng)的讀數(shù)；
（3）根據(jù)動(dòng)量守恒分析答題．

解答 解：（1）小球離開(kāi)軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)，小球在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t相等，如果碰撞過(guò)程動(dòng)量守恒，則有：
m_av₀=m_av_A+m_bv_B，
兩邊同時(shí)乘以時(shí)間t得：m_av₀t=m_av_At+m_bv_Bt，則m_aOB=m_aOA+m_bOC，
因此A實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量：兩球的質(zhì)量，兩球做平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移，故選BD．
（2）由圖乙可得OB距離應(yīng)為45.90cm．
（3）由（1）可知，實(shí)驗(yàn)需要驗(yàn)證的表達(dá)式為：${m_a}\overline{OB}={m_a}\overline{OA}+{m_b}\overline{OC}$
故答案為：（1）BD；（2）45.90；（3）${m_a}\overline{OB}={m_a}\overline{OA}+{m_b}\overline{OC}$

點(diǎn)評(píng) 本題綜合考查了動(dòng)量守恒定律，綜合性較強(qiáng)，要掌握根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)列動(dòng)量守恒的方法．