Question

某同學(xué)用圖16-9所示裝置通過半徑相同的A、B兩球的碰撞來驗(yàn)證動量守恒定律.圖中PQ是斜槽，QR為水平槽.實(shí)驗(yàn)時(shí)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(fù)上述操作10次，得到10個(gè)落點(diǎn)痕跡.再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，讓A球仍從位置G由靜止開始滾下，和B球碰撞后，A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點(diǎn)痕跡.重復(fù)這種操作10次.圖中O點(diǎn)是水平槽末端R在記錄紙上的垂直投影點(diǎn).B球落點(diǎn)痕跡如圖16-10所示，其中米尺水平放置，且平行于G、R、O所在的平面，米尺的零點(diǎn)與O點(diǎn)對齊.

             

圖16-9                   圖16-10

(1)碰撞后B球的水平射程應(yīng)取為____________cm；

(2)在以下選項(xiàng)中，哪些是本次實(shí)驗(yàn)必須進(jìn)行的測量？____________ (填選項(xiàng)號).

A.水平槽上未放B球時(shí)，測量A球落點(diǎn)位置到O點(diǎn)的距離

B.A球與B球碰撞后，測量A球落點(diǎn)位置到O點(diǎn)的距離

C.測量A球和B球的質(zhì)量(或兩球質(zhì)量之比)

D.測量G點(diǎn)相對于水平槽面的高度

Answer 1

（1）64.7（從64.2 cm到65.2 cm的范圍內(nèi)都正確）

(2)ABC

解析:

(1)題圖畫出了B球的10個(gè)落點(diǎn)位置，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)取平均位置，方法是：用最小的圓將所有點(diǎn)圈在里面，圓心位置即為落點(diǎn)平均位置，找準(zhǔn)平均位置，讀數(shù)時(shí)應(yīng)在刻度尺的最小刻度后面再估讀一位，答案為64.7 cm（從64.2 cm到65.2 cm的范圍內(nèi)都正確）.

(2)被碰小球B和入射小球A都從O點(diǎn)開始做平拋運(yùn)動，且兩次平拋運(yùn)動時(shí)間相同，以平拋運(yùn)動時(shí)間為單位，則平拋的水平距離在數(shù)值上等于平拋的初速度.設(shè)A未碰B，平拋水平位移為s_A；A、B相碰后，A、B兩球的水平位移分別為s_A′、s_B′，A、B質(zhì)量分別為m_A、m_B，則碰前A的動量可寫成m_As_A，碰后A、B總動量為m_As_A′+m_Bs_B′，要驗(yàn)證動量是否守恒，即驗(yàn)證以上兩動量是否相等.所以該實(shí)驗(yàn)應(yīng)測量的物理量有：m_A、m_B、s_A、s_A′、s_B′，選項(xiàng)ABC正確.