Question

【題目】某同學(xué)用如圖所示的裝置做“驗(yàn)證動量守恒定律” 實(shí)驗(yàn),其中斜槽軌道末端切線水平,O點(diǎn)是軌道末端在記錄紙上的豎直投影點(diǎn)。 實(shí)驗(yàn)主要步驟如下:

①讓 a 球從斜槽軌道上某固定點(diǎn)處由靜止開始運(yùn)動,落在位于水平地面上的記錄紙上。重復(fù)這一操作 10 次,找出 a 球的平均落地點(diǎn)位置 P。

②把同樣大小的 b 球靜止放置在斜槽軌道末端,讓a 球仍從原固定點(diǎn)由靜止釋 放,和 b 球相碰后,兩球均落在記錄紙上。重復(fù)這一操作 10 次,找出 a、b 球的平均落地點(diǎn)位置 M、N。

(1)本實(shí)驗(yàn)必須測量的物理量有___

A. 小球 a、b 的質(zhì)量 ma、mb

B.斜槽軌道末端到水平地面的高度 H

C.小球 a、b離開斜槽軌道末端后平拋運(yùn)動的時間 t

D.記錄紙上 O 點(diǎn)到 P、M、N 各點(diǎn)的距離 x2、x1、x3

E.a 球的固定釋放點(diǎn)到斜槽軌道末端的高度差h

(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，ma____mb (填“大于”“小于”或“等于”)

(3)若兩球碰撞前后動量守恒,其表達(dá)式可表示為___（用(1)中測量的物理量表示）

Answer 1

【答案】AD大于

【解析】

(1)如果碰撞過程系統(tǒng)動量守恒，由動量守恒定律得：mav1=mav2+mbv3，小球離開軌道后做平拋運(yùn)動，它們拋出點(diǎn)的高度相等，在空中的運(yùn)動時間t相等，上式兩邊同時乘以t得：mav1t=mav2t+mbv3t，得：maOP=maOM+mbON，實(shí)驗(yàn)需要測量：兩球的質(zhì)量、小球做平拋運(yùn)動的水平位移，故選AD.

(2)為防止兩球碰撞后入射球反彈，入射球的質(zhì)量應(yīng)大于被碰球的質(zhì)量，即ma大于mb.

(3)由(1)可知，實(shí)驗(yàn)需要驗(yàn)證的表達(dá)式為：maOP=maOM+mbON.