Question

【題目】某同學用如圖所示的裝置做“驗證動量守恒定律”的實驗，操作步驟如下：

①固定斜槽，并使軌道的末端水平；

②在一塊平木板表面先后釘上白紙和復寫紙，將該木板豎直并貼緊槽口，讓小球a從斜槽軌道上某固定點由靜止開始滾下，撞到木板，在白紙上留下壓痕O；

③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，在白紙上留下壓痕B；

④把半徑相同的小球b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，在白紙上留下壓痕A和C；

(1)本實驗必須測量的物理量是_______（填序號字母）；

A、小球a、b的質量

B、小球a、b的半徑r

C、斜槽軌道末端到木板的水平距離x

D、球a的固定釋放點到斜槽軌道末端的高度差H

E、記錄紙上O點到A、B、C的距離h1、h2、h3

(2)用(1)中所測得的物理量來表示兩球碰撞過程動量守恒，其表達式為_______；

(3)對該實驗的探究結果沒有影響的是_______。（填序號字母）

A、木板是否豎直

B、斜槽軌道末端部分是否水平

C、斜槽軌道是否光滑

Answer 1

【答案】AE C

【解析】

(1)[1]設a單獨滾下經過斜槽軌道末端的速度為va，兩球碰撞后a、b的速度分別為va′和vb′，若兩球碰撞動量守恒，則

根據平拋運動規律得

聯立得應滿足的表達式為

本實驗必須測量的物理量是小球a、b的質量ma、mb，記錄紙上O點到A、B、C的距離h1、h2、h3；故AE正確

故選AE；

(2)[2]由以上分析可知，需要驗證的表達式為

(3)[3]A．由表達式可知，木板是否豎直，對實驗結果有影響，故A錯誤；

B．斜槽軌道末端部分是否水平影響小球離開斜槽是否做平拋運動，則對實驗結果有影響，故B錯誤；

C．只要小球a每次從同一高度靜止放下，小球a到達斜槽軌道末端的速度相同，所以斜槽軌道是否光滑，則對實驗結果沒有影響，故C正確。

故選C。