Question

1．用如圖甲所示裝置通過半徑相同的A、B兩球的碰撞來探究碰撞過程中的不變量．圖中PQ是斜槽，QR是水平槽．實(shí)驗(yàn)時(shí)先使A球從斜槽上某一固定位置G由靜止開始滾下，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由靜止開始滾下，和B球碰撞后，A、B球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．圖甲中O點(diǎn)是水平槽末端R在記錄紙上的垂直投影點(diǎn)．B球落點(diǎn)痕跡如圖乙所示，其中米尺水平放置，且平行于G、R、O所在的平面，米尺的零點(diǎn)與O點(diǎn)對(duì)齊．
（1）碰撞后B球的水平射程應(yīng)取為64.7cm．
（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ABC．
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)的距離
B．A球與B球碰撞后，測(cè)量A球落點(diǎn)位置到O點(diǎn)的距離
C．測(cè)量A球和B球的質(zhì)量（或兩球質(zhì)量之比）
D．測(cè)量G點(diǎn)相對(duì)于水平槽面的高度．

Answer 1

分析 根據(jù)通過實(shí)驗(yàn)的原理確定需要測(cè)量的物理量，小球離開軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)，它們?cè)诳罩械倪\(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，水平位移與出速度成正比，可以用水平位移代替小球的初速度，根據(jù)動(dòng)量守恒定律求出需要驗(yàn)證的表達(dá)式．

解答 解：（1）碰撞后b球的水平射程落點(diǎn)如圖2所示，取所有落點(diǎn)中靠近中間的點(diǎn)讀數(shù)，即可取一個(gè)最小的圓的圓心，約為64.7cm；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可得m_av₀=m_bv₁+m_bv₂，
由已測(cè)量的物理量m_a、m_b、OB、OA、OC．
又因下落時(shí)間相同，即可求得：m_aOB=m_aOA+m_bOC，
所以不需要測(cè)量水平槽面離地面的高度或小球在空中飛行時(shí)間，需要測(cè)量水平槽上未放B球時(shí)，測(cè)量A球落點(diǎn)位置到O點(diǎn)的距離、A球與B球碰撞后，測(cè)量A球落點(diǎn)位置到O點(diǎn)的距離、以及A球和B球的質(zhì)量．故D錯(cuò)誤，ABC正確；
故選：ABC
故答案為：（1）64.7；（2）ABC

點(diǎn)評(píng) 掌握兩球平拋的水平射程和水平速度之間的關(guān)系，是解決本題的關(guān)鍵，注意理解動(dòng)量守恒定律的條件．