Question

【題目】某同學(xué)用如圖所示的裝置做“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)．先將a球從斜槽軌道上某固定點(diǎn)處由靜止開始滾下，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靜止放置，讓a球仍從原固定點(diǎn)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．

（1）本實(shí)驗(yàn)必須測量的物理量有________；

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ma、mb

C．小球a、b離開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OA、OB、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）現(xiàn)有下列A、B、C、D四個(gè)小球，在做“驗(yàn)證碰撞中的動(dòng)量守恒”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，入射小球應(yīng)用________球，被撞小球應(yīng)用_______．

A. 質(zhì)量為43 g，直徑為2.2 cm B. 質(zhì)量為32 g，直徑為3.2 cm

C. 質(zhì)量為11 g，直徑為2.2 cm D. 質(zhì)量為20 g，直徑為3.2 cm

（3）為測定未放小球b時(shí)，小球a落點(diǎn)的平均位置，把刻度尺的零刻度線跟記錄紙上的O點(diǎn)對齊，如圖給出了小球a落點(diǎn)附近的情況，確定在同一位置釋放的小球 a在白紙上的平均落點(diǎn)位置的方法是__________________________ ，由圖可得OB距離應(yīng)為________ cm；

（4）按照本實(shí)驗(yàn)方法，驗(yàn)證動(dòng)量守恒的驗(yàn)證式是____________________________，如果滿足表達(dá)式___________________________時(shí)，則說明兩球的碰撞為完全彈性碰撞。

Answer 1

【答案】 BD A C 用盡可能小的圓，圈住盡量多的落點(diǎn)，圓心即為平均落點(diǎn)的位置 45.95±0.02 maOB＝maOA＋mbOC maOB2＝maOA2＋mbOC2

【解析】(1) 要驗(yàn)證動(dòng)量守恒，就需要知道碰撞前后的動(dòng)量，所以要測量兩個(gè)小球的質(zhì)量及碰撞前后小球的速度，因?yàn)榕鲎睬昂笮∏蚨甲銎綊佭\(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等，速度可以用水平位移代替，小球碰撞過程中水平方向動(dòng)量守恒mav0=mav1+mbv2，即ma =ma +mb ，化簡為ma˙OB=ma˙OA+mb˙OC

故本實(shí)驗(yàn)必須測量的物理量有小球a、b的質(zhì)量ma、mb和紙上O點(diǎn)到A、B、C各點(diǎn)的距離OA、OB、OC，故B、D正確；

（2）在做“驗(yàn)證碰撞中的動(dòng)量守恒”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，入射小球和被撞小球大小應(yīng)相同，入射小球應(yīng)用質(zhì)量較大的球，被撞小球應(yīng)用質(zhì)量較小的球，兩者質(zhì)量差越大，落點(diǎn)間的距離越大，誤差越小，故入射小球應(yīng)用A球，被撞小球應(yīng)用C球；

（3）確定小球 a在白紙上的平均落點(diǎn)位置的方法是用盡可能小的圓，圈住盡量多的落點(diǎn)，圓心即為平均落點(diǎn)的位置；由圖可得OB距離應(yīng)為45.95cm；

（4）由（1）分析可知，按照本實(shí)驗(yàn)方法，驗(yàn)證動(dòng)量守恒的驗(yàn)證式是ma˙OB=ma˙OA+mb˙OC，如果兩球的碰撞為完全彈性碰撞，碰撞前后動(dòng)能不變，則表達(dá)式滿足= + ，即 maOB2＝maOA2＋mbOC2。