Question

【題目】在驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)用如圖所示的裝置進(jìn)行如下的實(shí)驗(yàn)操作：

A．先將斜槽軌道的末端調(diào)整水平，在一塊平木板表面釘上白紙和復(fù)寫(xiě)紙，并將該木板豎直立于槽口處，使小球a從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放，小球撞到木板并在白紙上留下痕跡O；

B．將木板向遠(yuǎn)離槽口平移一段距離，再使小球a從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放，小球撞到木板上得到痕跡B；

C．然后把半徑相同的小球b靜止放在斜槽水平末端，小球a仍從原來(lái)?yè)醢逄幱伸o止釋放，與小球b相碰后，兩球撞在木板上得到痕跡A和C；

D．用天平測(cè)量a、b的質(zhì)量分別為ma、mb，用刻度尺測(cè)量紙上O點(diǎn)到A、B、C三點(diǎn)的豎直距離分別為y1、y2、y3。

（1）a、b的質(zhì)量需要滿足ma________mb（填“大于”、“小于”或“等于”）。

（2）小球a下滑過(guò)程中與斜槽軌道間存在摩擦力，這對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果________（選填“會(huì)”或“不會(huì)”）產(chǎn)生誤差。

（3）用本實(shí)驗(yàn)中所測(cè)量的量來(lái)驗(yàn)證兩球碰撞過(guò)程動(dòng)量守恒，其表達(dá)式為________（僅用ma、mb、y1、y2、y3表示）。

Answer 1

【答案】大于 不會(huì)

【解析】

第一空、為了防止碰后反彈，入射小球a、被撞小球b的質(zhì)量需要滿足ma大于mb；

第二空、從原來(lái)?yè)醢逄幱伸o止釋放，小球在斜槽末端的速度一樣，故小球A下滑過(guò)程中與斜槽軌道間存在摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果不會(huì)產(chǎn)生誤差.

第三空、小球離開(kāi)軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)木板與拋出點(diǎn)之間的距離為x，由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律得：

水平方向：x=vt，豎直方向：，解得：；

碰撞前，小球m1落在圖中的B點(diǎn)，設(shè)其水平初速度為v0．小球m1和m2發(fā)生碰撞后，m1的落點(diǎn)在圖中的C點(diǎn)，設(shè)其水平初速度為v1，m2的落點(diǎn)是圖中的A點(diǎn)，設(shè)其水平初速度為v2．

小球碰撞的過(guò)程中若動(dòng)量守恒，則： ，

即：

則驗(yàn)證兩球碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒的表達(dá)式為：