Question

【题目】某同学用如图所示的装置做验证动量守恒定律实验．先让a球从斜槽轨道上某固定点由静止开始滚下，在水平地面上的记录纸上留下压痕，重复10次；再把同样大小的b球放在斜槽轨道末端水平段的最右端附近静止，让a球仍从原固定点由静止开始滚下，和b球相碰后两球分别落在记录纸的不同位置处，重复10次．

（1）本实验必须测量的物理量有以下哪些
A.斜槽轨道末端到水平地面的高度H；
B.小球a、b的质量分别为ma、mb；
C.小球a、b的半径r；
D.小球a、b在离开斜槽轨道末端后平抛飞行的时间；
E.记录纸上O点到A，B，C各点的距离OA，OB，OC；
F.a球的固定释放点到斜槽轨道末端水平部分间的高度差h．
（2）小球a、b的质量应该满足关系
（3）放上被碰小球后两小球碰后是否同时落地？
如果不是同时落地对实验结果有没有影响？为什么？
这时小球a、b的落地点依次是图中水平面上的点和点．
（4）按照本实验方法，验证动量守恒的验证式是 ．

Answer 1

【答案】
（1）B,E
（2）ma＞mb
（3）是,不能用水平位移代替碰撞后的速度,对实验结果有影响,A,C
（4）ma?OB=ma?OA+mb?OC
【解析】解：（1）小球离开轨道后做平抛运动，小球在空中的运动时间t相等，如果碰撞过程动量守恒，

则mav0=mavA+mbvB，两边同时乘以时间t得：mav0t=mavAt+mbvBt，则maOB=maOA+mbOC，

因此A实验需要测量：两球的质量，两球做平抛运动的水平位移，故选BE．（2）为防止碰撞过程入射球反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量ma大于mb，即ma＞mb．（3）是同时落地，碰撞后两小球做平抛运动，高度相同，所以运动时间相同，如果不同，则不能用水平位移代替碰撞后的速度，对实验结果有影响；

由图1所示装置可知，小球a和小球b相撞后，小球b的速度增大，小球a的速度减小，

b球在前，a球在后，两球都做平抛运动，由图示可知，未放被碰小球时小球a的落地点为B点，碰撞后a、b的落点点分别为A、C点．（4）由（1）可知，实验需要验证的表达式为：maOB=maOA+mbOC．

所以答案是：（1）BE；（2）ma＞mb；（3）是；不能用水平位移代替碰撞后的速度，对实验结果有影响；A、C；（4）maOB=maOA+mbOC．