Question

17．某同学用图Ⅰ所示装置来验证动量守恒定律，实验时先让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痕迹，重复10次；然后再把b球放在斜槽轨道末端的最右端附近静止，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，小球半径忽略不计，回答下列问题：

（1）实验前，轨道的调节应注意末端水平．
（2）实验中重复多次让a球从斜槽上释放，应特别注意小球从同一点由静止释放．
（3）在实验中结合图1，验证动量守恒的验证式是下列选项中的A
A、m_a$\overline{OB}$=m_a$\overline{OA}$+m_b$\overline{OC}$
B、m_a$\overline{OC}$=m_a$\overline{OA}$+m_b$\overline{OB}$
C、m_a$\overline{OA}$=m_a$\overline{OB}$+m_b$\overline{OC}$．

Answer 1

分析 （1）在安装实验器材时斜槽的末端应保持水平，才能使小球做平抛运动．
（2）为防止碰撞过程入射球反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量；为了使小球发生对心碰撞，两小球的半径应相等．
（3）根据图示装置与小球的运动分析答题，再结合运量守恒定律可分析验证动量守恒定律的表达式．

解答 解：（1）为保证小球碰前碰后速度水平，则斜槽末端切线必须水平；
（2）实验中重复多次让a球从斜槽上释放，为了确定准确落点，小球应每次从同一位置由静止释放；
（3）⑤小球离开轨道后做平抛运动，它们在空中的运动时间相等，设为t，
由图示可知，B为碰前入射小球落点的位置，A为碰后入射小球的位置，C为碰后被碰小球的位置，
碰撞前a的速度：v₁=$\frac{OB}{t}$，碰撞后a的速度：v₂=$\frac{OA}{t}$，碰撞后b的速度：v₃=$\frac{OC}{t}$，
我们需要验证：m₁v₁=m₂v₃+m₁v₂，将球的速度表达式代入得：m_a$\overline{OB}$=m_a$\overline{OA}$+m_b$\overline{OC}$；故A正确；
故答案为：（1）末端水平；（2）小球从同一点由静止释放；（3）A．

点评 本题考查了验证动量守恒定律的实验和准确实验以及对应的表达式，解题时需要知道实验原理，能通过实验原理分析对应的注意事项，同时能结合平抛运动的规律分析求解利用平抛位移来确定表达式的方法．