Question

【題目】某同學用下圖所示裝置來驗證動量守恒定律，實驗時先讓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痕跡，重復10次；然后再把b球放在斜槽軌道末端的最右端附近靜止，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．回答下列問題：

（1）在安裝實驗器材時斜槽的末端應____________。

（2）小球a、b質量ma、mb的大小關系應滿足ma_____mb，兩球的半徑應滿足ra______rb（選填“＞”、“＜”或“=”）。

（3）本實驗中小球落地點的平均位置距O點的距離如圖所示，這時小球a、b兩球碰后的平均落地點依次是圖中水平面上的________點和_________點。

在本實驗中結合圖，驗證動量守恒的驗證式是下列選項中的_____________。

A.
B.
C.

Answer 1

【答案】（1）保持水平；（2）＞，=；（3）A，C；（4）B

【解析】

（1）小球離開軌道后做平拋運動，在安裝實驗器材時斜槽的末端應保持水平，才能使小球做平拋運動。
（2）為防止碰撞過程入射球反彈，入射球的質量應大于被碰球的質量ma大于mb，即ma＞mb，為保證兩個小球的碰撞是對心碰撞，兩個小球的半徑要相等，故填＞、=。
（3）由圖1可知，小球a和小球b相撞后，被碰小球b的速度增大，小球a的速度減小，
b球在前，a球在后，兩球都做平拋運動，由圖示可知，未放被碰小球時小球a的落地點為B點，碰撞后a、b的落點點分別為A、C點。
（4）小球在空中的運動時間t相等，如果碰撞過程動量守恒，則有：，
兩邊同時乘以時間t得：，可得：，故B正確，AC錯誤。