Question

【題目】某同學用如圖所示的裝置做“驗證動量守恒定律” 實驗,其中斜槽軌道末端切線水平,O點是軌道末端在記錄紙上的豎直投影點。 實驗主要步驟如下:

①讓 a 球從斜槽軌道上某固定點處由靜止開始運動,落在位于水平地面上的記錄紙上。重復這一操作 10 次,找出 a 球的平均落地點位置 P。

②把同樣大小的 b 球靜止放置在斜槽軌道末端,讓a 球仍從原固定點由靜止釋 放,和 b 球相碰后,兩球均落在記錄紙上。重復這一操作 10 次,找出 a、b 球的平均落地點位置 M、N。

(1)本實驗必須測量的物理量有___

A. 小球 a、b 的質量 ma、mb

B.斜槽軌道末端到水平地面的高度 H

C.小球 a、b離開斜槽軌道末端后平拋運動的時間 t

D.記錄紙上 O 點到 P、M、N 各點的距離 x2、x1、x3

E.a 球的固定釋放點到斜槽軌道末端的高度差h

(2)根據實驗要求，ma____mb (填“大于”“小于”或“等于”)

(3)若兩球碰撞前后動量守恒,其表達式可表示為___（用(1)中測量的物理量表示）

Answer 1

【答案】AD大于

【解析】

(1)如果碰撞過程系統動量守恒，由動量守恒定律得：mav1=mav2+mbv3，小球離開軌道后做平拋運動，它們拋出點的高度相等，在空中的運動時間t相等，上式兩邊同時乘以t得：mav1t=mav2t+mbv3t，得：maOP=maOM+mbON，實驗需要測量：兩球的質量、小球做平拋運動的水平位移，故選AD.

(2)為防止兩球碰撞后入射球反彈，入射球的質量應大于被碰球的質量，即ma大于mb.

(3)由(1)可知，實驗需要驗證的表達式為：maOP=maOM+mbON.