Question

【題目】某同學用下圖所示的裝置做“驗證動量守恒定律”的實驗．先將a球從斜槽軌道上某固定點處由靜止開始滾下，在水平地面上的記錄紙上留下壓痕，重復10次；再把同樣大小的b球放在斜槽軌道末端水平段的最右端靜止放置，讓a球仍從原固定點由靜止開始滾下，和b球相碰后，兩球分別落在記錄紙的不同位置處，重復10次．

① 若A球質量為m1，半徑為r1；B球質量為m2，半徑為r2，則_______

A．m1>m2 r1=r2 B．m1<m2 r1=r2

C．m1>m2 r1>r2 D．m1>m2 r1<r2

②完成本實驗，下列說法正確的是___________

A．斜槽軌道必須光滑以減少誤差

B．斜槽軌道末端的切線必須水平

C．入射球每次必須從軌道的同一位置由靜止滾下

D．本實驗應記錄小球a、b離開斜槽軌道末端后平拋飛行的時間t

③設A球的質量為m1，B球的質量為m2，則本實驗驗證動量守恒定律的表達式為(用裝置圖中的字母表示)___________________________。

④若測得各落點痕跡到O點的距離：OA=2.68cm，OB=8.62cm，OC=11.50cm，并知A、B兩球的質量比為2：1，系統碰撞前總動量P與碰撞后總動量P'的百分誤差__________%（結果保留一位有效數字）。

Answer 1

【答案】 A BC m1OB=m1OA+m2OC 2

【解析】試題分析：①明確實驗原理，從而確定實驗中應注意事項；②根據實驗原理確定實驗中如何減小實驗誤差；知道小球離開軌道后做平拋運動，軌道末端切線應水平，并且每次讓小球從同一位置滑下；③小球離開水平槽后做平拋運動，它們下落的高度相同，在空中的運動時間相同，由于小球在水平方向上做勻速直線運動，小球運動時間相同，因此小球的水平位移與小球的初速度成正比，計算時可以用小球的水平位移表示小球的初速度；從而確定實驗中應驗證的表達式；④根據題目所給實驗數據，求出實驗的百分誤差．

①兩球要發生對心碰撞，故兩球的半徑應相同； 同時為了防止A球反彈，A球的質量要大于B球，A正確

②小球離開軌道后做平拋運動，只要保證入射球離開軌道的初始相等即可，斜槽軌道不需要光滑，A錯誤；為保證小球離開軌道后做平拋運動，斜槽軌道末端的切線必須水平，故B正確；為保證小球速度相等，入射球每次必須從軌道的同一位置由靜止滾下，C正確；本實驗中由于平拋中高度相同，故下落時間相同，所以可以用水平位移代替水平速度，因此不需要求出平拋運動的時間，D錯誤；

③小球離開軌道后做平拋運動，小球拋出點的高度相同，在空中的運動時間t相同，
兩球碰撞過程動量守恒，以入射球的初速度方向為正方向，由動量守恒定律得： ，兩邊同時乘以運動時間t得，
則，

④A、B兩球的質量比為2：1，設B球質量為m，A球質量為2m；系統碰撞前總動量P與碰撞后總動量P'的百分誤差