Question

某同学用下图所示的装置做“验证动量守恒定律”的实验．先将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b球放在斜槽轨道末端水平段的最右端静止放置，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）本实验必须测量的物理量有________；

A．斜槽轨道末端到水平地面的高度H

B．小球a、b的质量m_a、m_b

C．小球a、b离开斜槽轨道末端后平抛飞行的时间t

D．记录纸上O点到A、B、C各点的距离OA、OB、OC

E．a球的固定释放点到斜槽轨道末端水平部分间的高度差h

（2）根据实验要求，m_a__________m_b(填“大于”、“小于”或“等于”)；

（3）本实验中，要求小球a、b的半径________        (填“一定相同”、“不一定相同”)；

 

（4）为测定未放小球b时，小球a落点的平均位置，把刻度尺的零刻度线跟记录纸上的O点对齐，下图给出了小球a落点附近的情况，由图可得OB距离应为__________ cm；

（5）按照本实验方法，验证动量守恒的验证式是___________________________．（用本题（1）中测量的物理量符号表示）

 

Answer 1

【答案】

(1)BD(2)大于(3)一定相同(4)a点位置的范围大致在45.95～45.99 cm(5)m_aOB＝m_aOA＋m_bOC

【解析】

试题分析：（1）要验证动量守恒，就需要知道碰撞前后的动量，所以要测量两个小球的质量及碰撞前后小球的速度，碰撞前后小球都做平抛运动，速度可以用水平位移代替

所以需要测量的量为：小球a、b的质量，记录纸上O点到A、B、C各点的距离OA、OB、OC

故选BD

（2）在小球碰撞过程中水平方向动量守恒，故有，在碰撞过程中动能守恒，故有 解得，要碰后a的速度v₁＞0，即

（3）因为需要根据半径画圆，所以一定相同

（4）B点位置的确定方法是，画一个尽量小的圆，把所有的落地点都包括进来，所以B点位置大约在45.95～45.99 cm；

（5）根据动量守恒定律可得，故有，根据两小球从同一高度开始下落，故下落的时间相同，所以只需验证：

考点：“验证动量守恒定律”的实验

点评：验证动量守恒定律中，学会在相同高度下，水平射程来间接测出速度的方法，掌握两球平抛的水平射程和水平速度之间的关系，是解决本题的关键．