Question

17．某同學用圖1所示裝置做驗證動量守恒定律的實驗．先將A球從斜槽軌道上某固定點C處由靜止開始釋放，在水平地面上的記錄紙上留下壓痕，重復10次；再把同樣大小的B球放在斜槽軌道末端水平段的最右端附近靜止，讓A球仍從原固定點C處由靜止開始釋放，和B球相碰后，兩球分別落在記錄紙的不同位置處，重復10次．從左向右依次是M、P、N點．

（1）本實驗必須測量的物理量是BD．
A．斜槽軌道末端到水平地面的高度H
B．小球A、B的質量m_A、m_B
C．小球A、B的半徑r
D．記錄紙上O點到M、P、N各點的距離OM、OP、ON
（2）小球A、B的質量m_A、m_B應滿足m_A＞m_B（填“＞”、“=”、“＜”）．
（3）為測定未放B小球時，小球A落點的平均位置，把刻度尺的零刻線跟記錄紙上的O點對齊，如圖2所示給出了小球A落點附近的情況，由圖可知OP距離應為31.92cm．
（4）按照本實驗方法，驗證動量守恒的驗證式是m_AOP=m_AOM+m_BON．

Answer 1

分析 （1）根據動量守恒定律求出需要驗證的表達式，然后根據表達式分析答題．
（2）為防止碰撞過程入射球反彈，入射球的質量應大于被碰球的質量．
（3）根據圖示讀出小球落點的水平距離．
（4）根據動量守恒分析答題．

解答 解：（1）小球離開軌道后做平拋運動，小球在空中的運動時間t相等，如果碰撞過程動量守恒，
則m_Av₀=m_Av_A+m_Bv_B，兩邊同時乘以時間t得：m_Av₀t=m_Av_At+m_Bv_Bt，則m_AOM=m_AOP+m_BON，
因此A實驗需要測量：兩球的質量，兩球做平拋運動的水平位移，故選BD．
（2）為防止碰撞過程入射球反彈，入射球的質量應大于被碰球的質量m_a大于m_b．
（3）找出平均落點，由圖2所示可知，刻度尺分度值是1mm，刻度尺示數為31.92cm．
（5）由（1）可知，實驗需要驗證的表達式為：m_AOM=m_AOP+m_BON
故答案為：（1）BD；（2）＞；（3）31.92（31.90～31.95均可）；（4）m_AOP=m_AOM+m_BON

點評 本題考查了實驗需要測量的量、實驗注意事項、實驗原理、刻度尺讀數、動量守恒表達式，解題時需要知道實驗原理，對刻度尺讀數時要先確定其分度值，然后再讀數，讀數時視線要與刻度線垂直；求出需要實驗要驗證的表達式是正確答題的前提與關鍵．