Question

【題目】用半徑相同的兩小球A、B的碰撞驗證動量守恒定律，實驗裝置示意如圖所示，斜槽與水平槽圓滑連接．實驗時先不放B球，使A球從斜槽上某一固定點C由靜止滾下，落到位于水平地面的記錄紙上留下痕跡．再把B球靜置于水平槽前端邊緣處，讓A球仍從C處由靜止滾下，A球和B球碰撞后分別落在記錄紙上留下各自的痕跡．記錄紙上的O點是重垂線所指的位置，若各落點痕跡到O的距離分別為OM=S1，OP=S2，ON=S3，并知兩球的質量分別為m=10g與M=20g，則

（1）下列說法正確的是 ．

A．入射球A質量應用10g的小球

B．入射球A質量應用20g的小球

C．斜槽軌道末端應調節水平，但就算不水平，只要高度一樣，其實也不影響結果

D．斜槽應保證光滑，若有摩擦則實驗必定失敗

（2）未放B球時A球落地點是記錄紙上的 點，若動量守恒，則應成立的表達式為（用題中所測各物理量的符號表示） ．

Answer 1

【答案】（1）B；（2）P；M S2=M S1+m S3；

【解析】

試題分析：（1）為了防止入射球反彈，應用質量大的小球去碰被碰球，故應用A球去碰B球，故A錯誤，B正確； 為了保證小球做平拋運動，末端必須水平，故C錯誤；只要入射球由同一高度滑下即可，不需要斜面光滑，故D錯誤；故選B；

（2）A與B相撞后，B的速度增大，A的速度減小，碰前碰后都做平拋運動，高度相同，落地時間相同，所以P點是沒有碰時A球的落地點，N是碰后B的落地點，M是碰后A的落地點；根據動量守恒定律可知，應用Mv=Mv1+mv2； 因小球做平拋運動的高度相同，則下落時間相同，則一定有：Mvt=Mv1t+mv2t，故只需驗證M S2=M S1+m S3即可說明動量守恒。