Question

【題目】某同學用如圖所示的裝置，通過半徑相同的A、B兩球的碰撞來驗證動量守恒定律，圖中PQ是斜槽，QR為水平槽。

實驗時先使A球從斜槽上某一固定位置G由靜止開始滾下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡，重復上述操作10次，得到10個落點痕跡，然后用圓規畫一個盡可能小的圓，把所有的落點圈在里面，圓心即平均位置，其目的是減小實驗中的______填“系統誤差”或“偶然誤差”。

再把B球放在水平槽上靠近水平槽末端的地方，讓A球仍從位置G由靜止開始滾下，和B球碰撞后，A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點痕跡，重復這種操作10次，用中同樣的方法找出它們的平均落點位置。圖中O點是水平槽末端R在記錄紙上的垂直投影點，A、B球落點痕跡如圖所示，但未明確對應位置。

碰撞后B球的水平射程應為______。

在以下選項中，哪些是本次實驗必須進行的測量 ______

A.水平槽上不放B球時，測量A球落點位置到O點的距離

B.A球與B球碰撞后，測量A球落點位置到O點的距離

C.測量A球或B球的直徑

D.測量A球和B球的質量、

E.測量G點相對于水平槽面的高度

F.測量水平槽末端P點離O點的高度

若兩球相碰前后的動量守恒，其表達式可表示為______用實驗中測量的量表

Answer 1

【答案】偶然誤差； ； ABD； ；

【解析】

明確實驗原理和誤差來源，知道多次測量求平均的方法只能減小偶然誤差；根據碰撞的基本性質確定兩小球的落點；根據動量守恒定律求出需要驗證的表達式，然后根據表達式分析答題。

（1）多次實驗求平均值是為了減小偶然誤差；

（3）本實驗中用質量較大的球去碰撞質量較小的球，因此碰后，被碰球的水平位移較大，故B球的水平射程應為；

（4）水平槽上未放B球時，測量a球落點位置到O點的距離，即測量出碰撞前A球的速度，故A正確；A球與B球碰撞后，測量A球落點位置到O點的距離，即測量出碰撞后A球的速度，故B正確；本實驗中不需要測量a球或b球的直徑，故C錯誤；測量a球和b球的質量或兩球質量之比，用來表示出球的質量，故D正確；不需要測量G點相對于水平槽面的高度，故E錯誤；實驗中只需要每次讓小球從同一點由靜止滑下即可，不需要測量P點O點的高度，故F錯誤。故選ABD。

（5）根據兩小球從同一高度開始下落，故下落的時間相同，根據動量守恒定律可得：
故有：
即為：