题目内容

4．某同学用图（甲）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（甲）中PQ是斜槽，QR为水平槽．入射小球A质量 为m1，被碰小球B质量为m2．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，落到位于水平面地面的记录纸上．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（甲）中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点．B球落点痕迹如图（乙）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）A、B两球的质量m1和m2的关系应是m1＞m2．
（2）为保证小球做平抛运动，必须调整斜槽轨道，使斜槽底部水平．
（3）碰撞后B球的水平射程应取为65.5cm．
（4）在以下列选项中，哪些是本次实验必须进行的测量？答：BEFG（填选项号）．
A．测量A球或B球的直径
B．测量A球和B球的质量
C．测量G点相对于水平槽面的高度
D．测量A球和B球下落的时间
E．水平槽上不放B球时，测量A球落点位置到O点的距离
F．A球与B球碰撞后，测量A球落点位置到O点的距离
G．A球与B球碰撞后，测量B球落点位置到O点的距离
（5）最后验证动量守恒要看m1$\overrightarrow{OP}$与m1$\overrightarrow{O{L}_{1}}$+m2$\overrightarrow{O{L}_{2}}$ 是否相等．

分析 （1）明确实验原理，知道实验中应注意的事项，回答（1）、（2）两小题；
（2）由图乙所示刻度尺确定其分度值，然后读出刻度尺的示数．
（3）根据实验原理和实验目的可以知道验证动量守恒定律实验中哪些量要测量，怎么通过物理规律测量．
（4）根据动量守恒定律及图示实验数据，写出需要验证的表达式．

解答 解：（1）为了让前面的小球飞的更远，应让重球去撞击轻球；
故m1＞m2
（2）为了保证小球做平抛运动，末端必须水平；
（3）由图乙所示可知，刻度尺的分度值为1mm，对球落点的平均位置读数，为65.5cm．
（4）小球离开轨道后做平抛运动，小球下落的高度相同，在空中的运动时间t相同，由x=vt可知，小球的水平位移与小球的初速度v成正比，可以用小球的水平位移代小球的初速度，如果小球动量守恒，满足关系式：mAv0=mAv1+mBv2，故有mAv0t=mAv1t+mBv2t，即mAOP=mAL1+mBL2；由此可知：
A、只要测量A球与B球的直径相等即可，不需要测出它们的直径大小，故A错误；
B、验证动量守恒需要测量A球和B球的质量（或两球质量之比），故B正确；
C、不需要测量G点相对于水平槽面的高度，故C错误；
D、实验中不需要测量抛出点的高度；故D错误；
E、水平槽上未放B球时，需要测量A球落点位置到O点的距离OP，故E正确；
F、A球与B球碰撞后，需要测量A球落点位置到O点的距离以及B落点与O点的距离；故FG正确；
故选：BEFG；
（5）由（4）知，实验需要验证的关系式是：m1$\overrightarrow{OP}$=m1$\overrightarrow{O{L}_{1}}$+m2$\overrightarrow{O{L}_{2}}$；故应验证m1$\overrightarrow{OP}$、m1$\overrightarrow{O{L}_{1}}$+m2$\overrightarrow{O{L}_{2}}$是否相等．
故答案为：（1）＞；   （2）水平；   （3）65.5
　（4）B、E、F、G    （5）m1$\overrightarrow{OP}$、m1$\overrightarrow{O{L}_{1}}$+m2$\overrightarrow{O{L}_{2}}$

点评 本题考查了刻度尺的读数、实验需要测量的量、实验数据处理等问题，知道实验的实验原理是正确解题的关键，分析图示情景即可正确解题．

练习册系列答案
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