Question

6．某同学用如图1所示的装置做“验证动量守恒定律”的实验．先将入射小球a球从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下，在水平地面上的记录纸上留下压痕，重复10次；再把同样大小的被碰小球b球放在斜槽轨道末端的小立柱上，调节实验装置使两小球碰撞时球心处于同一水平高度，让a球仍从原固定点由静止开始滚下，和b球相碰后，两球分别落在记录纸的不同位置处，重复10次．
（1）关于本实验，说法正确的是BD．（填序号字母）
A．斜槽轨道必须是光滑的
B．必须测量小球a、b的直径D
C．必须测量斜槽轨道末端到水平地面的高度H
D．必须测量小球a、b的质量，且二者的关系为m_a＞m_b
（2）为测定未放小球b时，小球a落点的平均位置，把刻度尺的零刻线跟记录纸上的O点对齐，如图给出了小球a落点附近的情况，由图可得a球落点与O点的距离应为45.95cm．
（3）按照本实验方法，验证动量守恒的验证式是m_aOP=m_aOM+m_bO′N．

Answer 1

分析 （1）明确实验原理，根据平抛运动和动量守恒定律规律明确实验原理和注意事项；
（2）找出各落点的平均落点即可明确对应的射程；
（3）根据动量守恒定律列式，抓住平抛运动的时间相等，水平位移可以代表平抛运动的初速度，写出验证动量守恒的验证式．

解答 解：（1）A、实验中只需要让小球每次从同一点由静止释放即可，不需要让斜面光滑，故错误；
B、为了准确测量小球的水平射程，本实验中需要测量小球的直径，故B正确；
C、由于两球下落时间相同，故可以用位移代替初速度，故不需要求出时间，所以不需要测量平抛运动的高度，故C错误；
D、根据动量守恒的公式可知，实验中必须测量小球a、b的质量，且为了防止入射球反弹，应让二者的关系为m_a＞m_b，故D正确．
（2）用圆规将落点圈起，圆心可视为平均落点，则由图2可得OB距离应为45.95cm．
（3）根据动量恒守恒定律可知：
m_av_a=m_av_a'+m_bv_b’
因下落时间相等，则两边同乘以时间t，则有：
m_aOP=m_aOM+m_bO'N
故答案为：（1）BD；（2）45.95；

点评 本题考查动量守恒定律的验证，要注意明确利用平抛运动规律分析动量守恒定律的实验的方法，能根据平抛运动规律分析碰撞前后的速度，同时注意本题中b球的平抛起点的投影为O’．