Question

【題目】某同學用如圖的裝置做“驗證動量守恒定律”的實驗，操作步驟如下：

（1）先將斜槽軌道的末端調整水平，在一塊平木板表面先后釘上白紙和復寫紙，并將該木板豎立于靠近槽口處，使小球a從斜槽軌道上某固定點處由靜止開始滾下，撞到木板在記錄紙上留下壓痕O。

（2）將木板向右平移適當距離，再使小球a從原固定點由靜止釋放，撞到木板在記錄紙上留下壓痕B。

（3）把半徑相同的小球b靜止放在斜槽軌道水平段的右邊緣，讓小球a仍從原固定點由靜止開始滾下，與b球相碰后，兩球撞在木板上，并在記錄紙上留下壓痕A和C。

①本實驗中小球a、b的質量大小關系是ma______mb．（選填“大于”、“小于”或“等于”）

②放上被碰小球，兩球相碰后，小球a在圖中的壓痕點為______點。

③記錄紙上O點到A、B、C的距離y1、y2、y3，若兩球碰撞動量守恒，且為彈性碰撞，則y1、y2和y3之間關系式應為______。

Answer 1

【答案】大于 C

【解析】

①[1]．本實驗必須測量的物理量是小球a、b的質量ma、mb，a為入射小球，為避免出現入射小球被彈回，必須滿足ma＞mb。

②[2]．放上被碰小球，兩球相碰后，小球a平拋運動的速度減小，運動時間變長，根據y=gt2知，豎直下降的高度增大，所以在圖中的壓痕點為 C。

③[3]．根據x=v0t，，即可得到小球的速度：

兩球碰撞動量守恒，選取向右為正方向，則應滿足的表達式為：

機械能守恒：

聯立可得：

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