Question

【題目】如圖所示為“驗證動量守恒定律”實驗的裝置示意圖，現有帶光滑圓弧軌道的粗糙水平桌面，物塊A、B（A的質量大于B的質量）。實驗操作步驟如下：

（a）在圓弧軌道上距離桌面h高處讓A由靜止滑下，在水平桌面上不放B的情況下，使A一直沿水平桌面運動到C處靜止；

（b）再讓A從圓弧軌道上距離桌面h高處由靜止滑下，在桌面與弧軌道相接處放上B，使A與B碰撞，碰撞后讓AB繼續運動直至分別停上在D、E處；

（c）重復多次以上實驗步驟，并記錄實驗數據，選取自己認為最理想的實驗結果進行研究，根據該實驗設計，回答下列問題：

（1）實驗中除了要測量物塊A的質量m1，物塊B的質量m2，還需測量的物理量有_____；（寫出物理量名稱及表示符號）；據實驗測量出的數據和測量的物理量寫出可以驗證動量守恒定律的表達式_____；

（2）關于誤差分析和實驗測量，下列說法正確的是_____

A．A與B發生彈性碰撞還是非彈性碰撞，對實驗結果有一定的影響

B．如果A與B發生的碰撞不是正碰對實驗結果有一定的影響

C．實驗中所用的圓弧軌道不是真正的光滑，對實驗的結果影響不大

D．實驗中必須測量A起始位置距離桌面的高度

Answer 1

【答案】碰撞前A在桌面上滑行的位移為x，碰撞后A、B在桌面上滑行的距離：xA、xB； BC

【解析】

(1)設碰撞前A在桌面上滑行的位移為x，碰撞后A、B在桌面上滑行的距離分別為：xA、xB，滑塊在桌面上運動過程，由動能定理得：,，，解得：,，，碰撞過程系統動量守恒，由動量守恒定律得：mAv0＝mAvA+mBvB，整理得：，實驗需要測量：碰撞前A在桌面上滑行的位移為x，碰撞后A、B在桌面上滑行的距離：xA、xB；

(2)不論是彈性碰撞還是非彈性碰撞，碰撞過程系統動量都守恒，A與B發生彈性碰撞還是非彈性碰撞，對實驗結果沒有影響，故A錯誤；兩物體應發生對心正碰，如果A與B發生的碰撞不是正碰對實驗結果有一定的影響，故B正確；軌道是否光滑對滑塊在桌面上的運動沒有影響，實驗中所用的圓弧軌道不是真正的光滑，對實驗的結果影響不大，故C正確；實驗需要測量的是滑塊在桌面上滑行的距離，實驗不需要測量A起始位置距離桌面的高度，故D錯誤；