Question

【題目】某同學(xué)用如圖所示裝置探究A、B兩球在碰撞中動(dòng)量是否守恒．該同學(xué)利用平拋運(yùn)動(dòng)測(cè)量兩球碰撞前后的速度，實(shí)驗(yàn)裝置和具體做法如下，圖中PQ是斜槽，QR為水平槽．實(shí)驗(yàn)時(shí)先使A球從斜槽上某一固定位置G由靜止開始滑下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡．重復(fù)上述操作10次，得到10個(gè)落點(diǎn)痕跡．再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，讓A球仍從位置G由靜止開始滑下，和B球碰撞后，A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點(diǎn)痕跡．重復(fù)這種操作10次，并畫出實(shí)驗(yàn)中A、B兩小球落點(diǎn)的平均位置，圖中F、E點(diǎn)是A碰B球前后的平均落點(diǎn)，J是B球的平均落點(diǎn)，O點(diǎn)是水平槽末端R在記錄紙上的垂直投影點(diǎn)．其中米尺水平放置，且平行于G、R、O所在的豎直平面，米尺的零點(diǎn)與O點(diǎn)對(duì)齊．

（1）現(xiàn)有下列器材，為完成本實(shí)驗(yàn)，哪些是必需的？請(qǐng)將這些器材前面的字母填在橫線上 ．
A.秒表
B.刻度尺
C.天平
D.圓規(guī)
（2）在以下選項(xiàng)中，哪些是本次實(shí)驗(yàn)必須進(jìn)行的測(cè)量
A.水平槽上未放B球時(shí)，測(cè)量A球落點(diǎn)位置到O點(diǎn)的距離OF
B.A球與B球碰撞后，測(cè)量A球與B球落點(diǎn)位置到O點(diǎn)的距離OE、OJ
C.A球和B球在空間飛行的時(shí)間
D.測(cè)量G點(diǎn)相對(duì)于水平槽面的高度
（3）如果碰撞中動(dòng)量守恒，根據(jù)圖中各點(diǎn)間的距離，則下列式子正確的是 ．
A.mA +mA =mB
B.mA =mA ﹣mB
C.mA =mA +mB
D.mA =mA +mB ．

Answer 1

【答案】
（1）B,C,D
（2）A,B
（3）C
【解析】解：（1）碰撞后兩球都做平拋運(yùn)動(dòng)，它們拋出點(diǎn)的高度相同，在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t相同，選擇向右為正方向：

由動(dòng)量守恒定律得：mAv0=mAv1+mBv2，

兩邊同時(shí)乘以時(shí)間t得：mAv0t=mAv1t+mBv2t，

則mAOE=mAOF+mBOJ，

實(shí)驗(yàn)需要驗(yàn)證的表達(dá)式為：mAOE=mAOF+mBOJ．

由公式可知，需要測(cè)量小球的質(zhì)量，所以需要天平；需要測(cè)量小球的水平位移，所以需要使用刻度尺；小球的水平射程落點(diǎn)不是都落在同一個(gè)點(diǎn)上，需要取所有落點(diǎn)中靠近中間的點(diǎn)讀數(shù)，即可取一個(gè)最小的圓的圓心，需要使用圓規(guī)；故需要選擇的器材有：BCD

故選：BCD（2）A、水平槽上未放B球時(shí)，測(cè)量a球落點(diǎn)位置到O點(diǎn)的距離，即測(cè)量出碰撞前a球的速度，故A正確；

B、A球與B球碰撞后，測(cè)量A球落點(diǎn)位置到O點(diǎn)的距離，即測(cè)量出碰撞后A球的速度，故B正確；

C、小球在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t相同，不需要測(cè)量時(shí)間，故C錯(cuò)誤；

D、不需要測(cè)量G點(diǎn)相對(duì)于水平槽面的高度，故D錯(cuò)誤．

故選：AB（3）碰撞后兩球都做平拋運(yùn)動(dòng)，它們拋出點(diǎn)的高度相同，在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t相同，選擇向右為正方向：

由動(dòng)量守恒定律得：mAv0=mAv1+mBv2，

兩邊同時(shí)乘以時(shí)間t得：mAv0t=mAv1t+mBv2t，

則mAOE=mAOF+mBOJ，

實(shí)驗(yàn)需要驗(yàn)證的表達(dá)式為：mAOE=mAOF+mBOJ．選項(xiàng)C正確．

故選：C

所以答案是：（1）BCD；（2）AB；（3）C