Question

1．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m_a、m_b；
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．
答：BE．
（2）若入射小球a质量为m_a，半径为r_a；被碰小球b质量为m_b，半径为r_b，则实验中要求C
A．m_a＞m_b，r_a＞r_b B．m_a＞m_b，r_a＜r_b C．m_a＞m_b，r_a=r_b D．m_a＜m₂，r_a=r_b
（3）放上被碰小球b后，两小球碰后a球的落地点是图中水平面上的A点．
（4）按照本实验方法，验证动量守恒的验证式是m_a•OB=m_a•OA+m_b•OC．

Answer 1

分析 （1）根据动量守恒定律求出需要验证的表达式，然后根据表达式分析答题．
（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．
（3）根据图示装置与小球的运动分析答题．
（4）根据动量守恒分析答题．

解答 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，以a的运动方向为正方向，
则m_av₀=m_av_A+m_bv_B，两边同时乘以时间t得：m_av₀t=m_av_At+m_bv_Bt，则m_aOB=m_aOA+m_bOC，
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m_a大于m_b，即m_a＞m_b．
为了让两球对心碰撞，两球的半径应相同；故选：
（3）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：m_aOB=m_aOA+m_bOC．
故答案为：（1）BE；（2）C；（3）A（4）m_a•OB=m_a•OA+m_b•OC

点评 本题考查了实验需要测量的量、实验注意事项、实验原理、刻度尺读数、动量守恒表达式，解题时需要知道实验原理，根据动量守恒定律与平抛运动规律求出实验要验证的表达式是正确答题的前提与关键．