Question

（12分）某同學用下圖的裝置做“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(diào)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本實驗必須測量的物理量是___________。（填序號字母，要求驗證方法簡潔可行）
A．小球a、b的質(zhì)量、 
B．小球a、b的半徑
C．斜槽軌道末端到木板的水平距離
D．球a的固定釋放點到斜槽軌道末端的高度差
E．記錄紙上O點到A、B、C的距離、、
②放上被碰小球，兩球相碰后，小球a在圖中的壓痕點為___________.
③若兩球碰撞動量守恒，則應滿足的表達式為______________________.（用①中測量的量表示）
④若兩球發(fā)生的是彈性碰撞，則還應滿足的表達式為：______________________________.

Answer 1

①AE(3分) , ②C（3分） , ③ （3分）
④ （3分） （③④中含有、同樣給分）

試題分析：①a球離開軌道做平拋運動有：，，因此水平速度為，可知,在小球碰撞過程中水平方向動量守恒定律故有：，根據(jù)落點可得：，則需要知道兩球的質(zhì)量和豎直高度、、，故選AE.
②a球碰后速度即小于初速度，又小于球的速度，平拋發(fā)生相同的水平位移所用的時間最長，故豎直位移最大，壓痕點為C點.
③根據(jù)碰撞動量守恒和平拋規(guī)律可推得表達式為.
④若發(fā)生彈性碰撞，應滿足，化簡后得.