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。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的質量ma、mb

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點到各落地區域中心點A、B、C的距離OA、OB、OC

F．a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）根據實驗要求，ma__________mb（填“大于”、“小于”或“等于”）；

（3）放上被碰小球后，兩小球碰后是否同時落地？______（填“是”或“否”）；如果不是同時落地，對實驗結果有沒有影響？______（填“有”或“無”）（不必作分析）；

（4）按照本實驗方法，驗證動量守恒的驗證式是_______________________________。（用“（1）”中所給的有關字母表示）

Answer 1

【答案】BE 大于 否 無

【解析】

根據動量守恒定律求出需要驗證的表達式，然后根據表達式分析答題；為防止碰撞過程入射小球反彈，入射小球的質量應大于被碰球的質量；根據圖示裝置與小球的運動情況，結合動量守恒定律即可分析答題。

第一空第五空．小球離開軌道后做平拋運動，小球在空中的運動時間t相等，如果碰撞過程動量守恒，則，兩邊同時乘以時間t得：。因此實驗需要測量有：兩球的質量，兩球做平拋運動的水平位移，故BE正確；

第二空．為防止碰撞過程入射小球反彈，入射小球的質量應大于被碰球的質量，即：；

第三空第四空．由圖所示裝置可知，碰撞后b球在前，a球在后，碰撞后兩球都平拋運動，它們拋出點的高度相等，在空中的運動時間相等，由于b先拋出，則b球先落地。由于兩球離開軌道后都做平拋運動，運動時間相等，它們的水平位移與初速度成正比，球落地先后對實驗沒有影響。