Question

【題目】用如圖甲所示的裝置，來驗證碰撞過程中的動量守恒。圖中PQ是斜槽，QR為水平槽。O點是水平槽末端R在記錄紙上的垂直投影點，A、B兩球的質量之比mA:mB＝3:1。先使A球從斜槽上固定位置G由靜止釋放，在水平地面的記錄紙上留下落點痕跡，重復10次，得到10個落點。再把B球放在水平槽上的末端R處，讓A球仍從位置G由靜止釋放，與B球碰撞，碰后A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點痕跡，重復10次。A、B兩球在記錄紙上留下的落點痕跡如圖乙所示，其中米尺的零點與O點對齊。

①碰撞后A球的水平射程應取_____________cm。

②本實驗巧妙地利用小球飛行的水平距離表示小球的水平速度。下面的實驗條件中，可能不能使小球飛行的水平距離表示為水平速度的是_____________。

A. 使A、B兩小球的質量之比改變?yōu)?/span>5:1

B. 升高固定點G的位置

C. 使A、B兩小球的直徑之比改變?yōu)?/span>1:3小球

D. 升高桌面的高度，即升高R點距地面的高度

③利用此次實驗中測得的數(shù)據(jù)計算碰撞前的總動量與碰撞后的總動量的比值_______。（結果保留三位有效數(shù)字）

Answer 1

【答案】 14.45-14.50 C 1.01-1.02

【解析】①A小球和B小球相撞后，B小球的速度增大，A小球的速度減小，碰撞前后都做平拋運動，高度相同，所以運動時間相同，所以速度大的水平位就大，而碰后A的速度小于B的速度，所以碰撞后A球的落地點距離O點最近，所以碰撞后A球的水平射程應取14.50cm．
②只有當小球做平拋運動時才能用水平位移表示為水平速度，改變小球的質量比，小球碰撞后仍然做平拋運動，可以用小球飛行的水平距離表示為水平速度；升高固定點G的位置，小球碰撞后仍然做平拋運動，可以用小球飛行的水平距離表示為水平速度；使A、B兩小球的直徑之比改變?yōu)?/span>1：3，小球的球心不在同一高度，碰撞后小球的速度不在水平方向，不能做平拋運動，不可以用小球飛行的水平距離表示為水平速度；升高桌面的高度，即升高R點距地面的高度，小球碰撞后仍然做平拋運動，可以用小球飛行的水平距離表示為水平速度；
故選C.
③碰撞前A球做平拋運動的水平位移為x1=30cm，碰撞后A球做平拋運動的水平位移為x2=14.5cm，碰撞后B球做平拋運動的水平位移為x3=45cm
設運動的時間為t，則碰撞前的動量為：mA，碰撞后總動量為：mA+mB；所以碰撞前的總動量與碰撞后的總動量的比值為