Question

某同學用圖16-9所示裝置通過半徑相同的A、B兩球的碰撞來驗證動量守恒定律.圖中PQ是斜槽，QR為水平槽.實驗時先使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.重復上述操作10次，得到10個落點痕跡.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痕跡.重復這種操作10次.圖中O點是水平槽末端R在記錄紙上的垂直投影點.B球落點痕跡如圖16-10所示，其中米尺水平放置，且平行于G、R、O所在的平面，米尺的零點與O點對齊.

             

圖16-9                                       圖16-10

(1)碰撞后B球的水平射程應取為____________cm；

(2)在以下選項中，哪些是本次實驗必須進行的測量？____________ (填選項號).

A.水平槽上未放B球時，測量A球落點位置到O點的距離

B.A球與B球碰撞后，測量A球落點位置到O點的距離

C.測量A球和B球的質量(或兩球質量之比)

D.測量G點相對于水平槽面的高度

Answer 1

解析：(1)題圖畫出了B球的10個落點位置，實驗中應取平均位置，方法是：用最小的圓將所有點圈在里面，圓心位置即為落點平均位置，找準平均位置，讀數時應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的范圍內都正確）.

(2)被碰小球B和入射小球A都從O點開始做平拋運動，且兩次平拋運動時間相同，以平拋運動時間為單位，則平拋的水平距離在數值上等于平拋的初速度.設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′，要驗證動量是否守恒，即驗證以上兩動量是否相等.所以該實驗應測量的物理量有：m_A、m_B、s_A、s_A′、s_B′，選項ABC正確.

答案：（1）64.7（從64.2 cm到65.2 cm的范圍內都正確）

(2)ABC