Question

【題目】某同學(xué)用圖（1）所示裝置通過(guò)半徑相同的a、b兩球的碰撞來(lái)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律．實(shí)驗(yàn)時(shí)把無(wú)摩擦可轉(zhuǎn)動(dòng)支架Q放下，先使a球從斜槽上某一固定位置P由靜止開(kāi)始滾下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡．重復(fù)上述操作10次，得到10個(gè)落點(diǎn)痕跡．再把支架Q豎起，放上b球，讓a球仍從位置P由靜止開(kāi)始滾下，到達(dá)軌道水平末端時(shí)和b球碰撞后，a、b分別在記錄紙上留下各自的落點(diǎn)痕跡，重復(fù)這種操作10次．圖中O點(diǎn)是水平槽末端在記錄紙上的垂直投影點(diǎn)，O′為支架上b球球心在記錄紙上的垂直投影點(diǎn)．

（1）碰撞后b球的水平射程應(yīng)取圖中段．
（2）在以下選項(xiàng)中，哪些是本次實(shí)驗(yàn)必須進(jìn)行的測(cè)量？
答：（填選項(xiàng)號(hào)）．
A.水平槽上未放b球時(shí)，測(cè)量a球落點(diǎn)位置到O點(diǎn)（或O′點(diǎn)）的距離
B.a球與b球碰撞后，測(cè)量?jī)汕蚵潼c(diǎn)位置到O點(diǎn)（或O′點(diǎn)）的距離
C.測(cè)量a球或b球的直徑
D.測(cè)量a球和b球的質(zhì)量M和m
E.測(cè)量P點(diǎn)相對(duì)于水平槽面的高度
（3）實(shí)驗(yàn)中若某同學(xué)測(cè)量了小球直徑，使用千分尺所得的結(jié)果如圖（2）所示，則球的直徑D=cm
（4）按照本實(shí)驗(yàn)方法，驗(yàn)證動(dòng)量守恒的驗(yàn)證式是： ． （用（2）中和圖（1）中的字母表示）

Answer 1

【答案】
（1）O′C
（2）A,B,C,D
（3）1.0905
（4）MOB=MOA+mO′C
【解析】解：（1）A與B相撞后，B的速度增大，A的速度減小，碰前碰后都做平拋運(yùn)動(dòng)，高度相同，落地時(shí)間相同，所以B點(diǎn)是沒(méi)有碰時(shí)A球的落地點(diǎn)，C是碰后B的落地點(diǎn)，A是碰后A的落地點(diǎn)，所以碰撞后b球的水平射程應(yīng)取圖中O′C段；（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理知，mAv0=mAv1+mBv2，即 = + ，可知需要測(cè)量的物理量有：水平槽上未放B球時(shí)，A球落點(diǎn)位置到O點(diǎn)的距離；A球與B球碰撞后，A球和B球落點(diǎn)位置到O點(diǎn)的距離；A球和B球的質(zhì)量；a球或b球的直徑．故A、B、C、D正確，E錯(cuò)誤．

故選ABCD．（3）螺旋測(cè)微器的固定刻度讀數(shù)為10.5mm，可動(dòng)刻度讀數(shù)為0.01×40.5mm=0.405mm，所以最終讀數(shù)為：10.5+0.405mm=10.905mm=1.0905cm；（4）兩小球從同一高度開(kāi)始下落，故下落的時(shí)間相同，根據(jù)動(dòng)量守恒定律可得Mv0=Mv1+mv2，故有Mv0t=Mv1t+mv2t，即MOB=MOA+mO′C．

所以答案是：（1）O′C；（2）ABCD；（3）1.0905；（4）MOB=MOA+mO′C