Question

某實驗小組在進行“驗證動量守恒定律”的實驗．入射球與被碰球半徑相同．
①實驗裝置如下圖所示．先不放B球，使A球從斜槽上某一固定點C由靜止滾下，落到位于水平地面的記錄紙上留下痕跡．再把B球靜置于水平槽前端邊緣處，讓A球仍從 C處由靜止滾下，A球和B球碰撞后分別落在記錄紙上留下各自落點的痕跡．記錄紙上的O點是重錘所指的位置，M、P、N分別為落點的痕跡．未放B球時，A球落地點是記錄紙上的    點．
②釋放多次后，取各落點位置的平均值，測得各落點痕跡到O點的距離：OM=13.10cm，OP=21.90cm，ON=26.04cm．用天平稱得入射小球A的質量m₁=16.8g，被碰小球B的質量m₂=5.6g．若將小球質量與水平位移的乘積作為“動量”，則碰前總動量p=    ，碰后總動量p′=   
③根據上面的數據處理數據，你認為能得到的結論是：在實驗誤差允許范圍內，可認為系統在碰前和碰后的    ．
④實驗中可以將表達式m₁ v₁=m₁ v₁′+m₂ v₂′轉化為m₁ s₁=m₁ s₁′+m₂ s₂′來進行驗證，其中s₁、s₁′、s₂′為小球平拋的水平位移．可以進行這種轉化的依據是    ． （請選擇一個最合適的答案）
A．小球飛出后的加速度相同
B．小球飛出后，水平方向的速度相同
C．小球在空中水平方向都做勻速直線運動，水平位移與時間成正比
D．小球在空中水平方向都做勻速直線運動，又因為從同一高度平拋，運動時間相同，所以水平位移與初速度成正比

Answer 1

【答案】分析：A小球和B小球相撞后，B小球的速度增大，A小球的速度減小，所以碰撞后A球的落地點距離O點最近，B小球離O點最遠，中間一個點是未放B球時A的落地點，小球碰撞前后都做平拋運動，豎直方向位移相等，所以運動的時間相同，水平方向做勻速直線運動，速度等于水平位移除以時間，所以可以用水平位移代替速度，根據動量的公式計算出碰撞前后動量的值．
解答：解：（1）A小球和B小球相撞后，B小球的速度增大，A小球的速度減小，所以碰撞后A球的落地點距離O點最近，B小球離O點最遠，中間一個點是未放B球時A的落地點，所以未放B球時，A球落地點是記錄紙上的P點；
（2）碰前總動量p=m₁=0.0168×0.219=3.68×10^-3kg?m
碰后總動量p′==0.0168×0.131+0.0056×0.2604=3.66×10^-3kg?m
（3）碰撞前后動量近似相等，在實驗誤差允許范圍內，可認為系統在碰前和碰后的動量守恒；
（4）小球碰撞前后都做平拋運動，豎直方向位移相等，所以運動的時間相同，水平方向做勻速直線運動，速度等于水平位移除以時間，所以可以用水平位移代替速度，故選D
故答案為：P；3.68×10^-3；3.66×10^-3；動量守恒；D
點評：驗證動量守恒定律中，學會在相同高度下，水平射程來間接測出速度的方法，難度不大，屬于基礎題．