Question

【題目】某同學用圖甲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CQ是斜槽，QR為水平槽，二者平滑相接，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，落到位于水平地面上的記錄紙上，留下痕跡．重復上述操作10次，得到10個落點痕跡．然后把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是水平槽末端口在記錄紙上的垂直投影點，P為未放被碰球B時A球的平均落點，M為與B球碰后A球的平均落點，N為被碰球B的平均落點．若B球落點痕跡如圖乙所示，其中米尺水平放置，且平行于OP.米尺的零點與O點對齊．

(1)入射球A的質量mA和被碰球B的質量mB的關系是mA________mB(選填“>”“<”或“=”)．

(2)碰撞后B球的水平射程約為________cm.

(3)下列選項中，屬于本次實驗不必測量的一個物理量是________(填選項前的字母)．

A．水平槽上未放B球時，測量A球平均落點位置到O點的距離

B．A球與B球碰撞后，測量A球平均落點位置到O點的距離

C．測量A球和B球的質量

D．測量G點相對于水平槽面的高度

(4)若碰撞前后動量守恒，則需驗證的關系式為___________________________________．

Answer 1

【答案】> 63.3(63.0-64.0） D mA·OP=mA·OM＋mB·ON

【解析】

第一空.為保證入射球碰后不反彈，則入射球A的質量mA和被碰球B的質量mB的關系是mA>mB．

第二空.取B球的平均落地點，則碰撞后B球的水平射程約為63.3cm.

第三空.水平槽上未放B球時，測量A球落點位置到O點的距離，即測量出碰撞前A球的速度，故A正確；A球與B球碰撞后，測量A球落點位置到O點的距離，即測量出碰撞后A球的速度，故B正確；測量A球和B球的質量（或兩球質量之比），用來表示出球的質量，故C正確；不需要測量G點相對于水平槽面的高度，故D錯誤．此題選擇不必測量的一個物理量，故選D．

第四空.根據實驗原理可得mAv0=mAv1+mBv2，由已測量的物理量mA、mB、OP、OM、ON．又因下落時間相同，即可求得：mA·OP=mA·OM＋mB·ON