Question

2．某同学用如图所示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末端的地方，让A球仍从位置G自静止开始滚下，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．图中的O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点．
（1）为减小实验误差，在两球碰撞后使A球不反弹，所选用的两小球质量关系应为m_A＞m_B（选填“＞”、“＜”或“=”）；
（2）必需选用的测量仪器有BCE（选填字母代号）
A．秒表    B．天平    C．刻度尺    D．游标卡尺    E．圆规．

Answer 1

分析 为了实现对心碰撞，两球的直径需相同，为零使碰撞后A球不反弹，则A球的质量大于B球的质量．
（2）根据实验的原理确定需要测量的物理量；则可确定需要的仪器．

解答 解：（1）在小球碰撞过程中水平方向动量守恒定律，故有：m_Av₀=m_Av₁+m_Bv₂
在碰撞过程中动能守恒，故有：$\frac{1}{2}{m}_{A}{{v}_{0}}^{2}=\frac{1}{2}{m}_{A}{{v}_{1}}^{2}+\frac{1}{2}{m}_{B}{{v}_{2}}^{2}$
联立解得：${v}_{1}=\frac{{m}_{A}-{m}_{B}}{{m}_{A}+{m}_{B}}{v}_{0}$，要碰后入射小球的速度v₁＞0，即m_A-m_B＞0，故m_A＞m_B．
（2）由以上分析可知，实验中需要测量平抛距离，故需要用刻度尺；为了测量小球的质量，应用到天平；为了找出落点的准确位置需要用圆轨；
本实验中两球下落时间相同，不需要秒表；同时小球均从同一点开始平抛，不需要测量小球的直径，故不需要游标卡尺；
故答案为：（1）＞；（2）BCE

点评 本题关键明确验证动量守恒定律实验的实验原理，在分析实验时要注意等效替代在实验中的运用．