Question

【題目】某同學用圖書館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1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2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。

（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？答：____________（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球或B球的直徑

（D）測量A球和B球的質量（或兩球質量之比）

（E）測量G點相對于水平槽面的高度

Answer 1

【答案】64.7（64.2到65.2范圍內的都對） A、B、D

【解析】

（1）用盡可能小的圓將盡可能多的小球的落點圈住，圓心的位置就可以看成是小球的平均落點；該落點的讀數為64.7cm。
（2）該實驗需要驗證的公式為：m1v0= m1v1+ m2v2，由于兩球做平拋運動時間相同，則兩邊乘以t，可得m1v0t= m1v1t+ m2v2t，即m1x0= m1x1+ m2x2；式中的x0、x1、x2分別是小球A碰前和碰后以及B球碰后的落地點到O點的水平距離；則需要測量的量：水平槽上未放B球時，測量A球落點位置到O點的距離；A球與B球碰撞后，測量A球落點位置到O點的距離以及測量A球和B球的質量（或兩球質量之比）；故選ABD。