Question

【題目】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 若A球質(zhì)量為m1，半徑為r1；B球質(zhì)量為m2，半徑為r2，則_______

A．m1>m2 r1=r2 B．m1<m2 r1=r2

C．m1>m2 r1>r2 D．m1>m2 r1<r2

②完成本實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是___________

A．斜槽軌道必須光滑以減少誤差

B．斜槽軌道末端的切線(xiàn)必須水平

C．入射球每次必須從軌道的同一位置由靜止?jié)L下

D．本實(shí)驗(yàn)應(yīng)記錄小球a、b離開(kāi)斜槽軌道末端后平拋飛行的時(shí)間t

③設(shè)A球的質(zhì)量為m1，B球的質(zhì)量為m2，則本實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式為(用裝置圖中的字母表示)___________________________。

④若測(cè)得各落點(diǎn)痕跡到O點(diǎn)的距離：OA=2.68cm，OB=8.62cm，OC=11.50cm，并知A、B兩球的質(zhì)量比為2：1，系統(tǒng)碰撞前總動(dòng)量P與碰撞后總動(dòng)量P'的百分誤差__________%（結(jié)果保留一位有效數(shù)字）。

Answer 1

【答案】 A BC m1OB=m1OA+m2OC 2

【解析】試題分析：①明確實(shí)驗(yàn)原理，從而確定實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意事項(xiàng)；②根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理確定實(shí)驗(yàn)中如何減小實(shí)驗(yàn)誤差；知道小球離開(kāi)軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)，軌道末端切線(xiàn)應(yīng)水平，并且每次讓小球從同一位置滑下；③小球離開(kāi)水平槽后做平拋運(yùn)動(dòng)，它們下落的高度相同，在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，由于小球在水平方向上做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，小球運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，因此小球的水平位移與小球的初速度成正比，計(jì)算時(shí)可以用小球的水平位移表示小球的初速度；從而確定實(shí)驗(yàn)中應(yīng)驗(yàn)證的表達(dá)式；④根據(jù)題目所給實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，求出實(shí)驗(yàn)的百分誤差．

①兩球要發(fā)生對(duì)心碰撞，故兩球的半徑應(yīng)相同； 同時(shí)為了防止A球反彈，A球的質(zhì)量要大于B球，A正確

②小球離開(kāi)軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)，只要保證入射球離開(kāi)軌道的初始相等即可，斜槽軌道不需要光滑，A錯(cuò)誤；為保證小球離開(kāi)軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)，斜槽軌道末端的切線(xiàn)必須水平，故B正確；為保證小球速度相等，入射球每次必須從軌道的同一位置由靜止?jié)L下，C正確；本實(shí)驗(yàn)中由于平拋中高度相同，故下落時(shí)間相同，所以可以用水平位移代替水平速度，因此不需要求出平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，D錯(cuò)誤；

③小球離開(kāi)軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)，小球拋出點(diǎn)的高度相同，在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t相同，
兩球碰撞過(guò)程動(dòng)量守恒，以入射球的初速度方向?yàn)檎�方向，由�?dòng)量守恒定律得： ，兩邊同時(shí)乘以運(yùn)動(dòng)時(shí)間t得，
則，

④A、B兩球的質(zhì)量比為2：1，設(shè)B球質(zhì)量為m，A球質(zhì)量為2m；系統(tǒng)碰撞前總動(dòng)量P與碰撞后總動(dòng)量P'的百分誤差