Question

【題目】某同學(xué)用如圖所示的裝置通過(guò)半徑相同的a、b兩球的碰撞來(lái)驗(yàn)證碰撞中的動(dòng)量守恒：

（1）從圖中可以測(cè)出碰撞后b球的水平射程應(yīng)取為______ cm

（2）下列說(shuō)法中不符合本實(shí)驗(yàn)要求的是______

A．安裝軌道時(shí)，軌道末端必須水平

B．需要使用的測(cè)量?jī)x器有天平和刻度尺

C．在同一組實(shí)驗(yàn)的多次碰撞中，每次入射球可以從不同高度由靜止釋放

（3）本實(shí)驗(yàn)無(wú)須測(cè)量的物理量有______ ．

A．小球a、b的質(zhì)量ma、mb；

B．斜槽軌道末端到水平地面的高度H；

C．記錄紙上O點(diǎn)到A、B、C各點(diǎn)的距離OA、OB、OC；

（4）小球a、b的質(zhì)量ma、mb應(yīng)該滿足ma ______ mb（填“大于”或“小于”或“等于”）

（5）實(shí)驗(yàn)中記錄了軌道末端在記錄紙上的豎直投影為O點(diǎn)，經(jīng)多次釋放入射球，在記錄紙上找到了兩球平均落點(diǎn)位置為A、B、C，并測(cè)得它們到O點(diǎn)的距離分別為OA、OB和OC．驗(yàn)證碰撞中的動(dòng)量守恒的達(dá)式為：______ ．

Answer 1

【答案】84.1 C B 大于 maOB=maOA+mcOC

【解析】

根據(jù)通過(guò)實(shí)驗(yàn)的原理確定需要測(cè)量的物理量，小球離開軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)，它們?cè)诳罩械倪\(yùn)動(dòng)時(shí)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(dòng)量守恒定律求出需要驗(yàn)證的表達(dá)式．

(1)碰撞后b球的水平射程落點(diǎn)如圖所示，讀數(shù)約為84.1cm；

(2)A、本實(shí)驗(yàn)中兩小球均應(yīng)做平拋運(yùn)動(dòng)，故要求末端必須水平，故A正確；B、由實(shí)驗(yàn)原理可知，我們需要兩小球的質(zhì)量和水平位移，故應(yīng)需要天平和刻度尺；故B正確；C、為了保證每次小球A的速度均相同，小球應(yīng)從同一位置滑下；故C錯(cuò)誤；本題選不正確的，故選C；

(3)本實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量A球和B球的質(zhì)量和兩球的水平射程OA、OB、OC；不需要測(cè)量G點(diǎn)相對(duì)于水平槽面的高度，故選：B；

(4)為了讓碰后b球的速度大于a球且防止a球反彈，應(yīng)保證，a球的質(zhì)量大于b球的質(zhì)量；

(5)這樣可以防止a反彈碰撞后兩球都做平拋運(yùn)動(dòng)，它們拋出點(diǎn)的高度相同，在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t相同，由動(dòng)量守恒定律得：mav0=mav1+mbv2，兩邊同時(shí)乘以時(shí)間t得：mav0t=mav1t+mbv2t，則maOB=maOA+mbOC，實(shí)驗(yàn)需要驗(yàn)證的表達(dá)式為：maOB=maOA+mbOC.