Question

9．某同學(xué)用圖甲所示裝置來驗(yàn)證動量守恒定律，實(shí)驗(yàn)時先讓a球從斜槽軌道上某固定點(diǎn)處由靜止開始滾下，在水平地面上的記錄紙上留下痕跡，重復(fù)10次；然后再把b球放在斜槽軌道末端的最右附近靜止，讓a球仍從原固定點(diǎn)由靜止開始滾下，和b球相碰后，兩球分別落在記錄紙的不同位置處，重復(fù)10次．回答下列問題：

（1）在安裝實(shí)驗(yàn)器材時斜槽的末端應(yīng)保持水平．
（2）小球a、b質(zhì)量m_a、m_b的大小關(guān)系應(yīng)滿足m_a＞m_b，兩球的半徑應(yīng)滿足r_a=r_b（選填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）本實(shí)驗(yàn)中小球落地點(diǎn)的平均位置距O點(diǎn)的距離如圖所示，這時小球a、b兩球碰后的平均落地點(diǎn)依次是圖中水平面上的A點(diǎn)和C點(diǎn)．
（4）在本實(shí)驗(yàn)中結(jié)合圖乙，驗(yàn)證動量守恒的驗(yàn)證式是下列選項(xiàng)中的B．
A．m_aOC=m_aOA+m_bOB 
B．m_aOB=m_aOA+m_bOC 
C．m_aOB=m_aOA+m_bOC．

Answer 1

分析 （1）在安裝實(shí)驗(yàn)器材時斜槽的末端應(yīng)保持水平，才能使小球做平拋運(yùn)動．
（2）為防止碰撞過程入射球反彈，入射球的質(zhì)量應(yīng)大于被碰球的質(zhì)量；為了使小球發(fā)生對心碰撞，兩小球的半徑應(yīng)相等．
（3）根據(jù)圖示裝置與小球的運(yùn)動分析答題．
（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理，明確動量守恒定律的內(nèi)容，即可正確解答．

解答 解：（1）小球離開軌道后做平拋運(yùn)動，在安裝實(shí)驗(yàn)器材時斜槽的末端應(yīng)保持水平，才能使小球做平拋運(yùn)動．
（2）為防止碰撞過程入射球反彈，入射球的質(zhì)量應(yīng)大于被碰球的質(zhì)量m_a大于m_b，即m_a＞m_b．為保證兩個小球的碰撞是對心碰撞，兩個小球的半徑要相等；
（3）由圖1所示裝置可知，小球a和小球b相撞后，小球b的速度增大，小球a的速度減小，
b球在前，a球在后，兩球都做平拋運(yùn)動，由圖示可知，未放被碰小球時小球a的落地點(diǎn)為B點(diǎn)，碰撞后a、b的落點(diǎn)點(diǎn)分別為A、C點(diǎn)．
（4）小球在空中的運(yùn)動時間t相等，如果碰撞過程動量守恒，則有：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，
得：m_aOB=m_aOA+m_bOC，
故選：B．
故答案為：（1）保持水平；（2）＞，=；（3）A，C；（4）B

點(diǎn)評 本題考查了實(shí)驗(yàn)需要測量的量、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、實(shí)驗(yàn)原理、動量守恒表達(dá)式，解題時需要知道實(shí)驗(yàn)原理，掌握利用平拋規(guī)律來驗(yàn)證動量守恒定律實(shí)驗(yàn)的方法，同時注意明確結(jié)論的推導(dǎo)．