Question

9．用半径相同的两个小球A、B的碰撞验证动量守恒定律，实验装置示意如图所示，斜槽与水平槽圆滑连接，实验时先不放B球，使A球从斜槽上某一固定点C由静止滚下，落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹，再把B球静置与水平槽前端边缘处，让A球仍从C点处静止滚下，A球和B球碰撞后分别落在记录纸上留下各自的痕迹，记录纸上的O点是重垂线所指的位置，若测得各落点痕迹到O点的距离：OM=3.00cm，OP=8.70cm，ON=11.00cm，并称得两球的质量分别为30g，60g，则
（1）质量为30g的是B球（选填“A”或“B”）；
（2）未放B球时，A球落地点是记录纸上的P点，碰后A球的落地点是记录纸上的M点；
（3）根据测量数据计算系统碰撞前总动量P与碰撞后总动量P′之比为1.02：1（计算结果保留三位有效数字）

Answer 1

分析 （1）为防止碰撞后入射球反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量．
（2）A与B相撞后，B的速度增大，A的速度减小，都做平抛运动，竖直高度相同，水平方向上B在A的前面，根据题意题意与图示分析答题．
（3）根据实验数据应用动量守恒定律分析答题．

解答 解：（1）为防止碰撞后入射球反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量，则30g的应是被碰球B．
（2）由图所示装置可知，小球A和小球B相撞后，小球bB速度增大，小球A的速度减小，B球在前，A球在后，两球都做平抛运动，由图示可知，未放被碰小球时小球A的落地点为P点，碰撞后A、B的落点点分别为M、N点．
（3）小球离开轨道后做平抛运动，它们抛出点的高度相同，在空中的运动时间相等，小球的动量：P=mv=m$\frac{x}{t}$，
碰撞前后系统总动量之比：P：P′=m_Av_A：（m_Av_A′+m_Bv_B′）=m_A$\frac{OP}{t}$：（m_A$\frac{OM}{t}$+m_B$\frac{ON}{t}$）=60×$\frac{8.70}{t}$：（60×$\frac{3.00}{t}$+30×$\frac{11.00}{t}$）=8.7：8.5≈1.02：1；
故答案为：B；（2）P；M；（3）1.02：1．

点评 本题考查了实验数据处理，知道实验注意事项、理解并掌握本实验的原理是解题的关键．要明确两球平抛的水平射程和水平速度之间的关系，根据原理分析注意事项，并确定需要测量的量．