Question

【题目】某同学用如图所示的装置通过半径相同的A、B两球(mA>mB)的碰撞来验证动量守恒定律。图1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1中O点是水平槽末端R在记录纸上的竖直投影点。B球落点痕迹如图2所示，其中米尺水平放置，且平行于G、R、O所在的平面，米尺的零点与O点对齐。

（1）碰撞后B球的水平射程x2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？________(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x0

B．A球与B球碰撞后，测量A球落点位置到O点的距离x1

C．测量A球或B球的直径R

D．测量A球质量mA和B球质量mB

E．测量水平槽面相对于O点的高度H

（3）若A、B两球碰撞过程中动量守恒，则关系式________成立（请用本题中所给的字母表示）

Answer 1

【答案】65.7(65.5～65.9都算对) ABD mAx0=mAx1+mBx2

【解析】

（1）[1]．碰撞后B球的水平射程落点如图2所示，取所有落点中靠近中间的点读数，即可取一个最小的圆的圆心，约为65.7cm；
（2）[2]．根据实验的原理知

mAv0=mAv1+mBv2

由于各个球下落的时间相同，设为t，则

mAv0t=mAv1t+mBv2t

即

mAx0=mAx1+mBx2

可知需要测量的物理量有：水平槽上未放B球时，A球落点位置到O点的距离；A球与B球碰撞后，A球和B球落点位置到O点的距离；A球和B球的质量。故选ABD。

（3）[3]．由以上分析可知，若A、B两球碰撞过程中动量守恒，则关系式mAx0=mAx1+mBx2成立。