Question

【題目】在“驗證動量守恒定律”的實驗中,請回答下列問題.

(1)實驗記錄如圖甲所示,則A球碰前做平拋運動的水平位移是圖中的 __________,B球被碰后做平拋運動的水平位移是圖中的_________.(兩空均選填“OM”、“OP”或“ON”)

(2)小球A下滑過程中與斜槽軌道間存在摩擦力,這對實驗結果__________產生誤差(選填“會”或“不會”).

(3)實驗裝置如圖甲所示,A球為入射小球,B球為被碰小球,以下所列舉的在實驗過程中必須滿足的條件,正確的是（______）

A.入射小球的質量ma,可以小于被碰小球的質量mb

B.實驗時需要測量斜槽末端到水平地面的高度

C.入射小球每次不必從斜槽上的同一位置由靜止釋放

D.斜槽末端的切線必須水平,小球放在斜槽末端處,應能靜止

(4)在“驗證動量守恒定律”的實驗中.某同學用如圖乙所示的裝置進行了如下的操作:

①先將斜槽軌道的末端調整水平,在一塊平木板表面先后釘上白紙和復寫紙,并將該木板豎直立于靠近槽口處,使小球a從斜槽軌道上某固定點處由靜止釋放,撞到木板并在白紙上留下痕跡O.

②將木板向右平移適當的距離,再使小球a從原固定點由靜止釋放,撞在木板上并在白紙上留下痕跡B.

③把半徑相同的小球b靜止放在斜槽軌道水平段的最右端,讓小球a仍從原固定點由靜止釋放,和小球b相碰后,兩球撞在木板上并在白紙上留下痕跡A和C.

④用天平測量a、b兩小球的質量分別為ma、mb,用刻度尺測量白紙O點到A、B、C三點的距離分別為y1、y2和y3.

用本實驗中所測得的量來驗證兩球碰撞過程動量守恒,其表達式為_____________.

用測得的物理量來表示,只要再滿足關系式 _________,則進一步說明兩小球的碰撞是彈性碰撞.

Answer 1

【答案】 (1)OP ON (2)不會 (3) D (4)

【解析】(1)實驗記錄如圖甲所示,則A球碰前做平拋運動的水平位移是圖中的OP；B球被碰后做平拋運動的水平位移是圖中的ON.

(2)因實驗需要的是小球A在斜槽末端的速度，故小球A下滑過程中與斜槽軌道間存在摩擦力,這對實驗結果不會產生誤差.

（3）為了防止入射球與被碰球碰后反彈，入射小球的質量ma必須要大于被碰小球的質量mb，選項A錯誤；實驗用小球平拋運動的水平射程來代替速度，故實驗時不需要測量斜槽末端到水平地面的高度，選項B錯誤；為保證每次入射球的速度必須相同，則入射小球每次必須要從斜槽上的同一位置由靜止釋放，選項C錯誤；斜槽末端的切線必須水平,小球放在斜槽末端處,應能靜止，選項D正確，故選D.

（4）入射球碰前的速度 ；入射球碰后的速度；被碰球碰后的速度；要驗證的表達式為 ，即，化簡可得： ；若滿足動能守恒，則，代入并化簡可得：