Question

17．用如图所示装置通过半径相同的A、B两球碰撞来验证动量守恒定律，实验时先使质量为m_A的A球从斜槽上某一固定点G由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹，重复上述操作10次，得到10个落点痕迹．把质量为m_B的B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置G由静止开始滚下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹，重复这种操作10次，得到了如图所示的三个落地处．

①请在图中读出OP=17.5cm；
②由图可以判断出R是B球的落地点，Q是A球的落地点．
③为了验证碰撞前后动量守恒，该同学只需验证表达式m_AOQ=m_AOP+m_BOR．

Answer 1

分析 （1）根据各落点确定P点的准确位置，再根据读数方法进行读数即可；
（2）A与B相撞后，B的速度增大，A的速度减小，都做平抛运动，竖直高度相同，所以水平方向，B在A的前面；
（3）为了验证碰撞前后动量守恒，即是验证碰撞前的动量等于碰撞后的动量即可．

解答 解：（1）用最小的圆将P处的各点圈起，其圆心处即为P点的准确位置，从图中直接读出读数为17.5cm，
（2）A与B相撞后，B的速度增大，A的速度减小，碰前碰后都做平抛运动，高度相同，落地时间相同，所以Q点是没有碰时A球的落地点，R是碰后B的落地点，P是碰后A的落地点；
（3）根据两小球从同一高度开始下落，故下落的时间相同，根据动量守恒定律可得：
m_Av₀=m_Av₁+m_Bv₂，
故有：m_Av₀t=m_Av₁t+m_Bv₂t，
即：m_AOQ=m_AOP+m_BOR
故答案为：（1）17.5；（2）B，A；（3）m_AOQ=m_AOP+m_BOR

点评 本题考查验证动量守恒的实验，明确实验原理掌握两球平抛的水平射程和水平速度之间的关系，是解决本题的关键； 同时注意确定落点的基本方法．