Question

【題目】某同學用如圖所示的裝置探究A、B兩球在碰撞中動量是否守恒。該同學利用平拋運動測量兩球碰撞前后的速度，圖中PQ是斜槽，QR為水平槽。具體做法是:先使A球從斜槽上某一固定位置G由靜止開始滑下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡。重復上述操作10次，得到10個落點痕跡。再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，讓A球仍從位置G由靜止開始滑下，和B球碰撞后，A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點痕跡。重復該操作10次，并畫出實驗中A、B兩小球落點的平均位置。圖中O點是水平槽末端R在記錄紙上的垂直投影點，E、F、J是實驗中小球落點的平均位置。

（1）為使兩球碰撞是一維碰撞，所選兩球的直徑關系為：A球直徑________（選填“大于”、“小于”或“等于”）B球直徑。

（2）以下選項中，必須進行測量的是________。

A．水平槽上未放B球時，A球落點位置到O點的距離

B．A球與B球碰撞后， A、B球落點位置分別到O點的距離、

C．A球和B球在空中飛行的時間t

D．測量G點相對于水平槽面的高度h

（3）已知兩小球質量mA和mB，該同學通過實驗數據證實A、B兩球在碰撞過程中動量守恒。請寫出該同學判斷動量守恒的表達式_____________________（請用題中符號表示）

Answer 1

【答案】 等于 AB（不全或選錯不得分） mA·OF=mA·OE+mB·OJ

【解析】（1）為了讓兩球發(fā)生一維正碰，方向在同一直線上，兩小球的直徑應相等；

（2）根據實驗原理可知，本題根據平拋運動規(guī)律驗證動量守恒定律，所以需要測量入射球滑下時平拋的距離和兩球發(fā)生碰撞后各自平拋的距離，由于兩端時間可以消去，故不需要測量B球的高度和在空中飛行的時間，故AB正確CD錯誤．

（3）不放B球時小球A的水平射程為；而兩球碰后水平射程分別為、；根據動量守恒定律可知因時間相等，則根據可知：