Question

某同學(xué)用下圖所示的裝置做“驗證動量守恒定律”的實驗．先將a球從斜槽軌道上某固定點處由靜止開始滾下，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靜止放置，讓a球仍從原固定點由靜止開始滾下，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）本實驗必須測量的物理量有________；
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離開斜槽軌道末端后平拋飛行的時間t
D．記錄紙上O點到A、B、C各點的距離OA、OB、OC
E．a(chǎn)球的固定釋放點到斜槽軌道末端水平部分間的高度差h
（2）根據(jù)實驗要求，m_a__________m_b(填“大于”、“小于”或“等于”)；
（3）本實驗中，要求小球a、b的半徑________        (填“一定相同”、“不一定相同”)；
 

（4）為測定未放小球b時，小球a落點的平均位置，把刻度尺的零刻度線跟記錄紙上的O點對齊，下圖給出了小球a落點附近的情況，由圖可得OB距離應(yīng)為__________ cm；
（5）按照本實驗方法，驗證動量守恒的驗證式是___________________________．（用本題（1）中測量的物理量符號表示）

Answer 1

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

試題分析：（1）要驗證動量守恒，就需要知道碰撞前后的動量，所以要測量兩個小球的質(zhì)量及碰撞前后小球的速度，碰撞前后小球都做平拋運動，速度可以用水平位移代替
所以需要測量的量為：小球a、b的質(zhì)量，記錄紙上O點到A、B、C各點的距離OA、OB、OC
故選BD
（2）在小球碰撞過程中水平方向動量守恒，故有，在碰撞過程中動能守恒，故有 解得，要碰后a的速度v₁＞0，即
（3）因為需要根據(jù)半徑畫圓，所以一定相同
（4）B點位置的確定方法是，畫一個盡量小的圓，把所有的落地點都包括進來，所以B點位置大約在45.95～45.99 cm；
（5）根據(jù)動量守恒定律可得，故有，根據(jù)兩小球從同一高度開始下落，故下落的時間相同，所以只需驗證：
點評：驗證動量守恒定律中，學(xué)會在相同高度下，水平射程來間接測出速度的方法，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．