Question

【題目】用半徑相同的兩小球a、b的碰撞驗證動量守恒定律，實驗裝置示意如圖，斜槽與水平槽圓滑連接。實驗時先不放b球，使a球從斜槽上某一固定點M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M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的痕跡,記錄紙上的O點是垂直所指的位置.

(1)本實驗必須測量的物理量有以下哪些_____________．

A．斜槽軌道末端到水平地面的高度H

B．小球a、b的質量ma、mb

C．小球a、b的半徑r

D．小球a、b 離開斜槽軌道末端后平拋飛行的時間t

E．記錄紙上O點到A、B、C各點的距離OA、OB、OC

F．a球的固定釋放點到斜槽軌道末端水平部分間的高度差h

(2)按照本實驗方法,驗證動量守恒的驗證式是______________

(3)若測得各落點痕跡到O點的距離：OA＝2.68cm，OB＝8.62cm，OC＝11.50cm，并知a、b兩球的質量比為2︰1，則未放b球時a球落地點是記錄紙上的_______點，系統碰撞前總動量P與碰撞后總動量的百分誤差＝________%（結果保留一位有效數字）。

Answer 1

【答案】（1）BE （2） （3）B； 2%

【解析】

（1）a與b相撞后，b的速度增大，a的速度減小，碰前碰后都做平拋運動，高度相同，落地時間相同t，所以B點是沒有碰時a球的落地點，A是碰后a的落地點，C是碰后b的落地點；要驗證的表達式： ，兩邊乘以t可得：，即，則需要測量的物理量是：小球a、b的質量ma、mb 以及記錄紙上O點到A、B、C各點的距離OA、OB、OC ；故選BE；

（2）驗證動量守恒的驗證式是：；

（3）未放b球時a球落地點是記錄紙上的B點；設ab的質量分別為2m和m，則碰前動量：；碰后總動量： ；則