题目内容

(12分)某同学用下图的装置做“验证动量守恒定律”的实验,操作步骤如下:

(1)先将斜槽轨道的末端调整水平,在一块平木板表面先后钉上白纸和复写纸,并将该木板竖立于靠近槽口处,使小球a从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下,撞到木板在记录纸上留下压痕O.
(2)将木板向右平移适当距离,再使小球a从原固定点由静止释放,撞到木板在记录纸上留下压痕B。
(3)把半径相同的小球b静止放在斜槽轨道水平段的右边缘,让小球a仍从原固定点由静止开始滚下,与b球相碰后,两球撞在木板上,并在记录纸上留下压痕A和C.
①本实验必须测量的物理量是___________。(填序号字母,要求验证方法简洁可行)
A.小球a、b的质量 
B.小球a、b的半径
C.斜槽轨道末端到木板的水平距离
D.球a的固定释放点到斜槽轨道末端的高度差
E.记录纸上O点到A、B、C的距离
②放上被碰小球,两球相碰后,小球a在图中的压痕点为___________.
③若两球碰撞动量守恒,则应满足的表达式为______________________.(用①中测量的量表示)
④若两球发生的是弹性碰撞,则还应满足的表达式为:______________________________.
①AE(3分) , ②C(3分) , ③ (3分)
 (3分) (③④中含有同样给分)

试题分析:①a球离开轨道做平抛运动有:,因此水平速度为,可知,在小球碰撞过程中水平方向动量守恒定律故有:,根据落点可得:,则需要知道两球的质量和竖直高度,故选AE.
②a球碰后速度即小于初速度,又小于球的速度,平抛发生相同的水平位移所用的时间最长,故竖直位移最大,压痕点为C点.
③根据碰撞动量守恒和平抛规律可推得表达式为.
④若发生弹性碰撞,应满足,化简后得.
练习册系列答案
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