题目内容

5．如图所示，某同学利用半径相同、质量较小的A球和质量较大的B球来探究动量守恒定律，图中QR为水平槽．实验时，他让A球从斜槽上某一固定位置G由静止滚下，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；再把B球放在水平槽末端，让A球仍从位置G由静止滚下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自落点的痕迹，重复操作10次．图中的O点是水平槽末端的垂直投影点．用天平称量出两球的质量，用米尺测量出各球落点的平均位置到O点的距离，如表：
mA/gmB/gOM/cmON/cmOP/cm
10.040.039.3054.8598.29
①根据表中的数据分析可得：M点是B球的落点，则N点是A球在碰撞后的落点，P点是A球在碰撞前的落点．（填“碰撞前”或“碰撞后”）
②取小球做平抛运动的时间为单位时间，用mA、mB和图中字母表示碰撞前的总动量p1=mAOP，碰撞后的总动量p2=mAON+mBOM．
③将表中数据代入发现p1大于p2（填“大于”、“等于”或“小于”），其主要原因是：A、B碰撞后，A反弹，A离开水平槽时的速度小球碰撞后的速度．

分析 ①小球离开水平槽后做平抛运动，根据实验步骤与实验数据分析答题；
②根据动量的计算公式分析答题；
③根据两球的质量关系与实验步骤分析答题．

解答 解：①小球A与B碰撞后的速度变小，小于不与B发生碰撞时的速度，小球离开水平槽后做平抛运动，由于抛出点的高度相等，它们在空中的运动时间相等，球水平位移与初速度成正比，初速度越大，水平位移越大，由表中实验数据可知，N点是A球在碰撞后的落点，P点是A球在碰撞前的落点．
②小球离开水平槽后做平抛运动，由于抛出点的高度相等，它们在空中的运动时间t相等，球水平位移与初速度成正比，即：s=vt，以运动时间t为时间单位，可以用小球的水平位移代替小球的速度，则碰撞前的总动量：p1=mAOP，碰撞后的总动量p2=mAON+mBOM．
③根据表中数据数据可知，p1大于p2，这是由于小球A的质量小于小球B的质量，A、B发生碰撞后，A球要反弹，A向左运动返回斜面，然后再从斜面上滚下到达水平槽，然后离开槽做平抛运动，在此过程中，A要克服摩擦力做功，A的动能减小，A返回水平槽末端时的速度小于刚碰撞后的速度，A离开水平槽后做平抛运动的水平位移ON偏小．
故答案为：①碰撞后；碰撞前；②mAOP；mAON+mBOM；③大于；A、B碰撞后，A反弹，A离开水平槽时的速度小球碰撞后的速度．

点评 本题考查了实验数据分析，知道实验原理，分析清楚实验过程即可正确解题；解题时要注意该实验与平时所做实验的不同，在这里，入射球的质量小于被碰球的质量．

练习册系列答案
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