Question

某同學(xué)用下圖所示的裝置做“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)．先將a球從斜槽軌道上某固定點(diǎn)處由靜止開(kāi)始滾下，在水平地面上的記錄紙上留下壓痕，重復(fù)10次；再把同樣大小的b球放在斜槽軌道末端水平段的最右端靜止放置，讓a球仍從原固定點(diǎn)由靜止開(kāi)始滾下，和b球相碰后，兩球分別落在記錄紙的不同位置處，重復(fù)10次．

（1）本實(shí)驗(yàn)必須測(cè)量的物理量有________；
A．斜槽軌道末端到水平地面的高度H
B．小球a、b的質(zhì)量m_a、m_b
C．小球a、b離開(kāi)斜槽軌道末端后平拋飛行的時(shí)間t
D．記錄紙上O點(diǎn)到A、B、C各點(diǎn)的距離OA、OB、OC
E．a(chǎn)球的固定釋放點(diǎn)到斜槽軌道末端水平部分間的高度差h
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，m_a__________m_b(填“大于”、“小于”或“等于”)；
（3）本實(shí)驗(yàn)中，要求小球a、b的半徑________        (填“一定相同”、“不一定相同”)；
 

（4）為測(cè)定未放小球b時(shí)，小球a落點(diǎn)的平均位置，把刻度尺的零刻度線(xiàn)跟記錄紙上的O點(diǎn)對(duì)齊，下圖給出了小球a落點(diǎn)附近的情況，由圖可得OB距離應(yīng)為_(kāi)_________ cm；
（5）按照本實(shí)驗(yàn)方法，驗(yàn)證動(dòng)量守恒的驗(yàn)證式是___________________________．（用本題（1）中測(cè)量的物理量符號(hào)表示）

Answer 1

(1)BD(2)大于(3)一定相同(4)a點(diǎn)位置的范圍大致在45.95～45.99 cm(5)m_aOB＝m_aOA＋m_bOC

試題分析：（1）要驗(yàn)證動(dòng)量守恒，就需要知道碰撞前后的動(dòng)量，所以要測(cè)量?jī)蓚�(gè)小球的質(zhì)量及碰撞前后小球的速度，碰撞前后小球都做平拋運(yùn)動(dòng)，速度可以用水平位移代替
所以需要測(cè)量的量為：小球a、b的質(zhì)量，記錄紙上O點(diǎn)到A、B、C各點(diǎn)的距離OA、OB、OC
故選BD
（2）在小球碰撞過(guò)程中水平方向動(dòng)量守恒，故有，在碰撞過(guò)程中動(dòng)能守恒，故有 解得，要碰后a的速度v₁＞0，即
（3）因?yàn)樾枰�根�?jù)半徑畫(huà)圓，所以一定相同
（4）B點(diǎn)位置的確定方法是，畫(huà)一個(gè)盡量小的圓，把所有的落地點(diǎn)都包括進(jìn)來(lái)，所以B點(diǎn)位置大約在45.95～45.99 cm；
（5）根據(jù)動(dòng)量守恒定律可得，故有，根據(jù)兩小球從同一高度開(kāi)始下落，故下落的時(shí)間相同，所以只需驗(yàn)證：
點(diǎn)評(píng)：驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律中，學(xué)會(huì)在相同高度下，水平射程來(lái)間接測(cè)出速度的方法，掌握兩球平拋的水平射程和水平速度之間的關(guān)系，是解決本題的關(guān)鍵．