Question

【題目】用半徑相同的兩小球A、B的碰撞驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置示意如圖所示，斜槽與水平槽圓滑連接。實(shí)驗(yàn)時(shí)先不放B球，使A球從斜槽上某一固定點(diǎn)C由靜止?jié)L下，落到位于水平地面的記錄紙上留下痕跡。再把B球靜置于水平槽前端邊緣處，讓A球仍從C處由靜止?jié)L下，A球和B球碰撞后分別落在記錄紙上留下各自的痕跡。記錄紙上的O點(diǎn)是重垂線所指的位置，若各落點(diǎn)痕跡到O的距離分別為OM＝S1，OP＝S2，ON＝S3，并知兩球的質(zhì)量分別為m＝10g與M＝20g，則：

(1)實(shí)驗(yàn)中，下列操作中正確的是_____（填選項(xiàng)前的符號(hào)）

A．入射球A質(zhì)量應(yīng)用20g的小球

B．入射球A質(zhì)量應(yīng)用10g的小球

C．斜槽軌道末端應(yīng)調(diào)節(jié)水平，但就算不水平，只要高度一樣，其實(shí)也不影響結(jié)果

D．斜槽應(yīng)保證光滑，若有摩擦則實(shí)驗(yàn)必定失敗

(2)實(shí)驗(yàn)中，不需要測(cè)量的物理量是_____（填選項(xiàng)前的符號(hào)）

A．兩個(gè)小球的質(zhì)量M、m B．小球拋出點(diǎn)距地面的高度H

C．A小球單獨(dú)作平拋運(yùn)動(dòng)的射程OP D．A碰撞B之后各自分別做平拋的射程OM和ON

(3)若此次實(shí)驗(yàn)的碰撞過程中兩球?yàn)橄到y(tǒng)的動(dòng)量守恒，則應(yīng)成立的表達(dá)式為_____（用題中所測(cè)各物理量的符號(hào)表示）。

Answer 1

【答案】A B

【解析】

(1)[1]AB．根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，小球碰撞后都應(yīng)沿原方向運(yùn)動(dòng)，故入射球應(yīng)用質(zhì)量大的，故A正確B錯(cuò)誤；

C．末端水平可以保證小球碰后都做平拋運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；

D．小球每次從斜槽上某一固定點(diǎn)由靜止?jié)L下，根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可知不論斜槽是否光滑，對(duì)實(shí)驗(yàn)沒有影響，故D錯(cuò)誤.

(2)[2]根據(jù)動(dòng)量守恒定律，對(duì)AB球有

AB兩球碰撞后，分別做平拋運(yùn)動(dòng)，豎直高度相同，即在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等，則有

即有

所以

A．兩個(gè)小球的質(zhì)量M、m與分析相符，故A正確；

B．小球拋出點(diǎn)距地面的高度H與分析不符，故B錯(cuò)誤；

C．A小球單獨(dú)作平拋運(yùn)動(dòng)的射程OP與分析相符，故C正確；

D．A碰撞B之后各自分別做平拋的射程OM和ON與分析相符，故D正確。

[3]實(shí)驗(yàn)的碰撞過程中兩球?yàn)橄到y(tǒng)的動(dòng)量守恒，則應(yīng)成立的表達(dá)式為