Question

8．某同學(xué)用如圖所示的裝置做驗(yàn)證動量守恒定律的實(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上，讓a球仍從固定點(diǎn)由靜止開始滾下，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)必須測量的物理量有BE．（填寫選項(xiàng)對應(yīng)的字母）
A．斜槽軌道末端距水平地面的高度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(diǎn)到A、B、C各點(diǎn)的距離$\overline{OA}$、$\overline{OB}$、$\overline{OC}$
F．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）放上被碰小球b，兩球（m_a＞m_b）相碰后，小球a、b的落地點(diǎn)依次是圖中水平面上的A點(diǎn)和C點(diǎn)．
（3）某同學(xué)在做實(shí)驗(yàn)時，測量了過程中的各個物理量，利用上述數(shù)據(jù)驗(yàn)證碰撞中的動量守恒，那么判斷的依據(jù)是看m_aOB和m_aOA+m_bOC在誤差允許范圍內(nèi)是否相等．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)動量守恒定律求出需要驗(yàn)證的表達(dá)式，然后根據(jù)表達(dá)式分析答題，注意平拋運(yùn)動特點(diǎn)的應(yīng)用．
（2）根據(jù)圖示裝置與小球的運(yùn)動分析答題，被碰小球速度最大，水平距離最大．
（3）根據(jù)動量守恒可知實(shí)驗(yàn)需要驗(yàn)證的表達(dá)式為：m_aOB=m_aOA+m_bOC．

解答 解：（1）小球離開軌道后做平拋運(yùn)動，小球在空中的運(yùn)動時間t相等，如果碰撞過程動量守恒，則有：
m_av₀=m_av_A+m_bv_B，
兩邊同時乘以時間t得：m_av₀t=m_av_At+m_bv_Bt，則m_aOB=m_aOA+m_bOC，
因此A實(shí)驗(yàn)需要測量：兩球的質(zhì)量，兩球做平拋運(yùn)動的水平位移，故ACD錯誤，BE正確．
故選：BE．
（2）由圖所示裝置可知，小球a和小球b相撞后，小球b的速度增大，小球a的速度減小，b球在前，a球在后，兩球都做平拋運(yùn)動，由圖示可知，未放被碰小球時小球a的落地點(diǎn)為B點(diǎn)，碰撞后a、b的落點(diǎn)點(diǎn)分別為A、C點(diǎn)．
（3）由（1）可知，實(shí)驗(yàn)需要驗(yàn)證的表達(dá)式為：m_aOB=m_aOA+m_bOC，因此比較m_aOB，與m_aOA+m_bOC即可判斷動量是否守恒．
故答案為：（1）BE；（2）A，C；（3）m_aOB，m_aOA+m_bOC．

點(diǎn)評 本題考查了實(shí)驗(yàn)需要測量的量、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、實(shí)驗(yàn)原理、刻度尺讀數(shù)、動量守恒表達(dá)式，解題時需要知道實(shí)驗(yàn)原理，根據(jù)動量守恒定律與平拋運(yùn)動規(guī)律求出實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證的表達(dá)式是正確答題的前提與關(guān)鍵．