Question

某同学用图5-3-22所示的装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律.图中PQ是斜槽，QR为水平槽.实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹.重复上述操作10次，得到10个落点痕迹.再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置G由静止开始滚下和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹.重复这种操作10次.图中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点.B球落点痕迹如图5-3-23所示，其中米尺水平放置，且垂直于G、R、O所在的平面，米尺的零点与O点对齐.

图5-3-22

图5-3-23

(1)碰撞后B球的水平射程应取为___________cm.

(2)在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量？答：____________________(填选项号)

A.水平槽上未放B球时，测量A球落点位置到O点的距离

B.A球与B球碰撞后，测量A球落点位置到O点的距离

C.测量A球或B球的直径

D.测量A球和B球的质量(或两球质量之比)

E.测量G点相对于水平槽面的高度

Answer 1

解析：(1)用尽可能小的圆把这10个B球落点圈在里面，并使这10个落点尽可能均匀分布在圆内，这个圆的圆心就是B球落点的平均位置.利用图5-3-17中给出的刻度尺就可估读出B球的水平射程应为64.7 cm.

(2)这个实验是利用两个质量不等而大小相同的球A、B做对心碰撞来验证动量守恒定律.本实验中，是否需要测量两球的半径是应重点思考的一个问题.两球碰后，A球在离R点一定距离处沿水平槽做水平运动，但不是平抛运动，到达R点，才开始做平抛运动.所以，不论在确定A球碰撞前后做平抛运动的水平射程，还是确定碰撞后B球的水平射程，都与球的半径无关，故在本实验中无需测球的半径.有的学生在自己做“验证动量守恒定律”这一实验时，曾测过小球的半径，因而在解本题时，认为也要测小球的半径.这里，首先要注意自己做过的那个实验装置与本题给出的实验装置并不完全相同.在那个实验中，被碰的小球是放在离开槽的末端有一定距离的“小柱”上，本试题中没有这一小柱，而是一水平槽QR.因此在本试题中，不需测小球的半径是肯定的.

    在所给出的五个选项中，必须要进行的测量是A、B和D三项.

答案：(1)64.7(答数在64.2—65.2范围内的都给分)

(2)ABD(不是A、B、D的均给零分)