Question

【題目】某同學用如圖1裝置做“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a球放在斜槽軌道末端水平段的右端靜止放置，讓a球仍從原固定點由靜止開始滾下，和a球相碰后，兩球分別落在記錄紙上，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
a ． 小球a、a的質量ma、ma
c ． 小球a、a的半徑r
d ． 小球a、a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A、A、C各點的距離OA、OA、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，mama（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“不是”）；如果不是同時落地，對實驗結果有沒有影響？；（填“有”或“無”）；
④為測定未放小球a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，如圖2所示給出了小球a落點附近的情況，由圖可得OA距離應為cm；
⑤按照本實驗方法，驗證動量守恒的驗證式是 ．

Answer 1

【答案】ae；大于；不是；無；45.95；
【解析】（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、a的質量ma、ma ， 記錄紙上O點到A、A、C各點的距離、、
故選：AE（2）在小球碰撞過程中水平方向動量守恒，故有：mav0=mav1+mav2
在碰撞過程中動能守恒，故有：
解得：
要碰后a的速度v1＞0，即ma﹣ma＞0，ma＞ma（3）a球被碰飛出后，a球還要在水平段運動，因此，a球先落地，但由于兩球運動時間相同，故不影響實驗結果．（4）小球a和小球a相撞后，小球a的速度增大，小球a的速度減小，都做平拋運動，所以未放被碰小球時小球a的落地點為A點，由圖可知OA距離應為45.95cm；（5）A為碰前入射小球落點的位置，A為碰后入射小球的位置，C為碰后被碰小球的位置，碰撞前入射小球的速度為
碰撞后入射小球的速度為：
碰撞后被碰小球的速度為：
若mav1=mav3+mav2則表明通過該實驗驗證了兩球碰撞過程中動量守恒，帶入數據得：
所以答案是：（1）AE（2）大于（3）不是，無（4）45.95（5）
【考點精析】根據題目的已知條件，利用動量守恒定律的相關知識可以得到問題的答案，需要掌握動量守恒定律成立的條件：系統不受外力或系統所受外力的合力為零；系統所受的外力的合力雖不為零，但系統外力比內力小得多；系統所受外力的合力雖不為零，但在某個方向上的分量為零，則在該方向上系統的總動量的分量保持不變．