Question

【題目】為了驗證“兩小球碰撞過程中的動量守恒”，某同學用如圖所示的裝置進行了如下的操作：

Ⅰ．將斜槽軌道的末端調整水平，在一塊平木板表面先后釘上白紙和復寫紙，并將該木板豎直立于靠近槽口處，使小球a從斜槽軌道上某固定點處由靜止釋放，撞到木板并在白紙上留下痕跡O；

Ⅱ．將木板向右平移適當的距離固定，再使小球a 從原固定點由靜止釋放，撞到木板并在白紙上留下痕跡B；

Ⅲ．把小球b靜止放在斜槽軌道的水平段的最右端，讓小球a 仍從原固定點由靜止釋放，和小球b相碰后，兩小球分別撞到木板并在白紙上留下痕跡A和C；

Ⅳ．用天平測出a、b兩個小球的質量分別為ma和mb，用刻度尺測量白紙上O點到A、B、C三點的距離分別為y1、y2和y3。

根據上述實驗，請回答下列問題：

（1）小球a和b發生碰撞后，小球a在圖中痕跡應是___________點。

（2）小球a下滑過程中與斜槽軌道間存在摩擦力，這對實驗結果______產生誤差（選填“會”或“不會”）

（3）用本實驗中所測得的物理量來驗證兩小球碰撞過程中動量守恒，其表達式為：_________。

Answer 1

【答案】 C 不會

【解析】（1）小球a由靜止釋放后撞在B點，小球a和b發生碰撞后，a的速度減小，平拋運動的水平位移不變，可知運動的時間增大，則下降的高度變大，應該落在C點．
（2）小球a下滑過程中與斜槽軌道間存在摩擦力，不會對實驗結果產生誤差，因為只要保證小球從靜止釋放到達最低點的速度相等即可，斜槽不一定需要光滑．
（3）根據y2＝ gt22得， ，則小球a不與小球b碰撞，平拋運動的初速度，同理可得，小球a與b碰撞后，b的速度，a的速度，驗證動量守恒的表達式為mav2=mav1+mbv3，即 ．