Question

甲、乙兩位同學分別按圖的甲、乙實驗裝置“驗證動量守恒定律”，請回答下列問題：

（1）在甲、乙兩裝置中，小球a下滑過程中與斜槽軌道間均存在摩擦力，這對實驗結果

不會

產生誤差（選填“會”或“不會”）．
（2）根據實驗裝置，a球為入射小球，b球為被碰小球，以下所列舉的在實過程中甲、乙裝置應滿足的條件是

AD

A．實驗時需要測量入射小球的質量和被碰小球的質量
B．安裝實驗裝置時，裝置甲必需要重錘線，而裝置乙可以不用
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
（3）在甲裝置的實驗記錄中，a球碰前做平拋運動的水平位移是圖中的

OP

段，b球被碰后做平拋運動的水平位移是圖中的

ON

段．（兩空均選填“OM”“OP”或“ON”）
（4）乙同學使用乙裝置，其操作如下：
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，并將該木板豎直立放于緊靠槽口處，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保持木板不動，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m_a、m_b，用刻度尺測量白紙O點到A、B、C三點的距離分別為y_l、y₂和
y₃．則乙同學用上述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

ma

y2

=

ma

y3

+

mb

y1

．

Answer 1

分析：本題通過等效替代驗證動量守恒守恒，通過實驗的原理，結合平拋運動的規律進行分析．

解答：解：（1）在甲、乙兩裝置中，只要保證小球a到達底端的速度相同即可，軌道有無摩擦對實驗結果不會產生誤差．
（2）A、因為要驗證碰撞前后的總動量是否相等，需測量兩小球的質量．故A正確．
B、安裝實驗裝置時，兩裝置都需要重錘線．故B錯誤．
C、為了保證小球到達底端的速度相同，小球每次由靜止從同一位置釋放．故C錯誤．
D、為了保證小球飛出斜槽做平拋運動，所以斜槽的末端需水平，小球放在斜槽末端應能靜止．故D正確．
故選：AD．
（3）a球與b球碰后，b球的速度大于a球的速度，碰后b落在N點，a落在M點，因為a球單獨釋放時平拋運動的速度大于碰后a球的速度，可知a球碰前做平拋運動落在P點．
（4）平拋運動的水平位移，根據t=

2y g

得，va=

x

2y2 g

，va′=

x

2y3 g

，vb′=

x

2y3 g

需驗證：m_av_a=m_av_a′+m_bv_b′
即：

ma

y2

=

ma

y3

+

mb

y1

．
故答案為：（1）不會；
（2）AD；
（3）OP，ON；
（4）

ma

y2

=

ma

y3

+

mb

y1

．

點評：解決本題的關鍵知道在裝置1實驗中，平拋運動的時間相等，可以用水平位移代替速度；在裝置2實驗中，水平位移相等，用

1

y

代替速度．