Question

15．某同學(xué)用如圖所示的（a）圖裝置通過(guò)半徑相同的A、B兩球的碰撞來(lái)探究碰撞中的守恒量，圖中PQ是斜槽，QR為水平槽，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(kāi)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(kāi)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（a）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 （b），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）除了圖中器材外，實(shí)驗(yàn)室還備有下列器材，完成本實(shí)驗(yàn)還需要用到的器材有BCE（填選項(xiàng)號(hào)）
A．秒表 B．天平 C．毫米刻度尺D．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（及電源和紙帶） E．圓規(guī)F彈簧測(cè)力計(jì)    G．游標(biāo)卡尺
（2）從圖（b）可以測(cè)出碰撞后B球的水平射程應(yīng)取為64.7（填64.2cm-65.2cm之間均可）cm．
（3）在以下選項(xiàng)中，ABD是本次實(shí)驗(yàn)必須進(jìn)行的測(cè)量（填選項(xiàng)號(hào)）
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球或B球的直徑
D．測(cè)量A球和B球的質(zhì)量（或兩球質(zhì)量之比）
E．測(cè)量G點(diǎn)相對(duì)于水平槽面的高度．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理求出需要驗(yàn)證的表達(dá)式，然后選擇實(shí)驗(yàn)器材；
（2）碰撞后b球的水平射程落點(diǎn)如圖b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，根據(jù)圖乙所示確定刻度尺的分度值，然后讀出其示數(shù)；
（3）根據(jù)動(dòng)量守恒定律求出需要驗(yàn)證的表達(dá)式，然后根據(jù)表達(dá)式分析答題．

解答 解：（1）小球離開(kāi)軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)，小球在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，小球的水平位移與其初速度成正比，可以用小球的水平位移代替小球的初速度，實(shí)驗(yàn)需要驗(yàn)證：
m₁v₀=m₁v₁+m₂v₂，即${m}_{1}×\frac{OP}{t}={m}_{1}×\frac{OD}{t}+{m}_{2}\frac{ON}{t}$，約掉時(shí)間得：m₁OP=m₁OD+m₂ON，實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量小球的質(zhì)量、小球落地點(diǎn)的位置，測(cè)量質(zhì)量需要天平，測(cè)量小球落地點(diǎn)的位置需要毫米刻度尺，確定小球位置需要用圓規(guī)，因此需要的實(shí)驗(yàn)器材有：BCE．
（2）碰撞后b球的水平射程落點(diǎn)如圖（b）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，在范圍64.2cm-65.2cm內(nèi)均可；
（3）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，即測(cè)量出碰撞前a球的速度，故A正確；
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，即測(cè)量出碰撞后a球的速度，故B正確；
C、不需要測(cè)量a球或b球的直徑，故C錯(cuò)誤；
D、測(cè)量a球和b球的質(zhì)量（或兩球質(zhì)量之比），用來(lái)表示出球的質(zhì)量，故D正確；
E、不需要測(cè)量G點(diǎn)相對(duì)于水平槽面的高度，故E錯(cuò)誤．
故選：ABD．
故答案為：（1）BCE；（2）64.7（填64.2cm-65.2cm之間均可）；（3）ABD．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了刻度尺讀數(shù)、確定實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量的量，對(duì)刻度尺讀數(shù)時(shí)要先確定其分度值，然后再讀數(shù)，讀數(shù)時(shí)視線(xiàn)要與刻度線(xiàn)垂直；求出需要實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證的表達(dá)式是正確答題的前提與關(guān)鍵．