Question

【題目】某同學用圖甲所示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。在記錄紙上記下重垂線所指的位置O。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，確定小球a的落點平均位置B。再把b球放在水平槽末端R，讓a球仍從固定位置G由靜止開始滾下，與b球碰撞后，落到水平地面的記錄紙上，重復10次，得到兩球的落點平均位置分別為A和C，其中b球落點痕跡如圖乙所示。米尺水平放置，米尺的零點與O點對齊。

（1）碰撞后b球的水平射程應取為______cm；

（2）在以下選項中，哪些是本次實驗必須進行的測量？答：______（填選項號）

A．水平槽上未放b球時，測量a球落點位置到O點的距離x1；

B．a球與b球碰撞后，分別測量a球和b球的落點位置到O點的距離x2、x3；

C．測量a球或b球的直徑r；

D．測量a球和b球的質量ma、mb（或兩球質量之比）；

E．測量G點相對于水平槽面的高度H。

（3）按照本實驗方法，已知a球的質量為ma，b球的質量為mb，ma＞mb，那么動量守恒驗證式

是 （用實驗中所測物理量相應字母表示）。

Answer 1

【答案】（1）64．7 （答數在64．2到65．2范圍內的都給分）（2）ABD （3）ma x1=ma x2+mb x3

【解析】試題分析：（1）碰撞后b球的水平射程落點如圖2所示，取所有落點中靠近中間的點讀數，即可取一個最小的圓的圓心，約為64．5cm；

（2）A、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；

B、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；

C、不需要測量a球或b球的直徑，故C錯誤；

D、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；

E、不需要測量G點相對于水平槽面的高度，故E錯誤．故選ABD．

（3）根據實驗原理可得mav0=mbv1+mbv2，由已測量的物理量ma、mb、OB、OA、OC．又因下落時間相同，即可求得：maOB=maOA+mbOC。