Question

【題目】某同學(xué)用圖（甲）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下列物理量，哪些是本次實(shí)驗(yàn)中必須測量的_______．（選填字母代號(hào)）

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的半徑r

D．小球a、b離開斜槽軌道末端后平拋飛行的時(shí)間t

E．記錄紙上O點(diǎn)到A、B、C各點(diǎn)的距離、、

F．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小球a、b的質(zhì)量ma、mb應(yīng)該滿足的關(guān)系是ma＞mb；a、b兩小球碰撞后的落地點(diǎn)依次是圖中水平面上的__________點(diǎn)和______ 點(diǎn)；

③為測定未放被碰小球時(shí)，a球落點(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，（乙）圖給出了a球落點(diǎn)附近的情況，由圖可知a球落點(diǎn)與O點(diǎn)間的平均距離是_____cm；

④按照本實(shí)驗(yàn)方法，動(dòng)量守恒定律的驗(yàn)證式是_______________________．

Answer 1

【答案】 BE A C 4.590

【解析】(1) 小球離開軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)，小球在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t相等，如果碰撞過程動(dòng)量守恒，

則mav0=mavA+mbvB，兩邊同時(shí)乘以時(shí)間t得：mav0t=mavAt+mbvBt，則maOB=maOA+mbOC，

因此實(shí)驗(yàn)需要測量：兩球的質(zhì)量，兩球做平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移，故選BE；

(2) 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(yùn)動(dòng)，由圖示可知，未放被碰小球時(shí)小球a的落地點(diǎn)為B點(diǎn)，碰撞后a、b的落點(diǎn)點(diǎn)分別為A、C點(diǎn)；

(3) 根據(jù)乙圖讀出a球落點(diǎn)與O點(diǎn)間的平均距離為：d=4.590cm；

(4) 由(1)可知，實(shí)驗(yàn)需要驗(yàn)證的表達(dá)式為：maOB=maOA+mbOC；

點(diǎn)晴：本題考查了實(shí)驗(yàn)需要測量的量、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、實(shí)驗(yàn)原理、刻度尺讀數(shù)、動(dòng)量守恒表達(dá)式，解題時(shí)需要知道實(shí)驗(yàn)原理，根據(jù)動(dòng)量守恒定律與平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律求出實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證的表達(dá)式是正確答題的前提與關(guān)鍵。