Question

【题目】某同学用图中所示的装置做“验证动量守恒定律”的实验。先将a球从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下，在水平地面上的记录纸上留下压痕，重复10次；再把大小相同的b球放在斜槽轨道末端水平段的最右端静止放置，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________

A．斜槽轨道末端到水平地面的高度H

B．小球a、b的质量ma、mb

C．小球a、b的半径r

D．小球a、b离开斜槽轨道末端后平抛飞行的时间t

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)根据实验要求，两小球的质量关系为ma__________mb(填“大于”、“小于”或“等于”)；

(3)放上被碰小球后，两小球碰后是否同时落地？____________（填“同时落地”、“a球先落地”或“b球先落地”），如果不是同时落地，对实验结果有没有影响？____________（填“有影响”、“没有影响”）；

(4)为测定未放小球b时，小球a落点B的平均位置，把刻度尺的零刻度线跟记录纸上的O点对齐，图中给出了小球a落点附近的情况，由图可得OB距离应为__________ cm；

(5)按照本实验方法，验证动量守恒的验证式是_____________________。（用题中测得物理量的符号表示）

Answer 1

【答案】BE 大于 b球先落地 对实验结果无影响 45.95(45.92~45.98) maOB＝maOA＋mbOC

【解析】

（1）要验证动量守恒，就需要知道碰撞前后的动量，所以要测量两个小球的质量及碰撞前后小球的速度，碰撞前后小球都做平抛运动，速度可以用水平位移代替（2）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，都做平抛运动，由平抛运动规律不难判断出各自做平抛运动的落地点，根据平抛运动的特点求出碰撞前后两个小球的速度，根据动量的公式列出表达式，代入数据看碰撞前后的动量是否相等．

（1）根据实验原理，利用平抛的水平距离和物体质量的乘积列动量守恒，所以需要测量小球a、b的质量ma、mb，记录纸上O点到A、B、C各点的距离OA、OB、OC。故选BE。（2）要使碰后a球的速度大于零，水平向右，故两球的关系是ma 应大于mb,，

（3）b球先落地，b球先做的平抛运动。
（4）不影响实验结果。因为两小球各自做平抛运动的时间是相等的。

（5）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，都做平抛运动，所以未放被碰小球时小球a的落地点为B点，由图可知OB距离应为45.95cm；

（6）B为碰前入射小球落点的位置，A为碰后入射小球的位置，C为碰后被碰小球的位置，
碰撞前入射小球的速度
碰撞后入射小球的速度

碰撞后被碰小球的速度
若mav1=mbv3+mav2则表明通过该实验验证了两球碰撞过程中动量守恒
带入数据得：maOB＝maOA＋mbOC