Question

【題目】某同學(xué)用如圖所示的裝置做“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”實(shí)驗(yàn)。先將小球1從斜槽軌道上某固定點(diǎn)由靜止開(kāi)始滾下，在水平地面上的記錄紙上留下壓痕，重復(fù)10次；再把另一小球2放在斜槽軌道末端水平段的最右端靜止，讓小球1仍從原固定點(diǎn)由靜止開(kāi)始滾下，且與小球2相碰后，兩球分別落在記錄紙的不同位置處，重復(fù)10次。A、B、C為三個(gè)落點(diǎn)的平均位置，O點(diǎn)是水平軌道末端在記錄紙上的豎直投影點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)中空氣阻力的影響很小，可以忽略不計(jì)。

（1）在本實(shí)驗(yàn)中斜槽軌道___（填選項(xiàng)前的字母）

A．必須光滑 B．可以不光滑

（2）實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該選擇兩個(gè)合適的小球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

①兩個(gè)小球的半徑_____（填“相同”或“不同”）

②應(yīng)該選擇下列哪組小球____（填選項(xiàng)前的字母）

A．兩個(gè)鋼球 B．一個(gè)鋼球、一個(gè)玻璃球 C．兩個(gè)玻璃球

（3）斜槽末端沒(méi)有放置被碰小球2時(shí)，將小球1從固定點(diǎn)由靜止釋放。若僅降低斜槽上固定點(diǎn)的位置，那么小球的落地點(diǎn)到O點(diǎn)的距離將_____（填“改變”或“不變”），若僅增大小球1的質(zhì)量，小球仍以相同的速度從斜槽末端飛出，那么小球的落地點(diǎn)到O點(diǎn)的距離將____（填“改變”或“不變”）。

（4）在安裝實(shí)驗(yàn)裝置的過(guò)程中，使斜槽軌道末端的切線水平，小球碰撞前與碰撞后的速度就可以用小球飛出的水平距離來(lái)表示，其原因的是____

A．小球都是從同一高度飛出，水平位移等于小球飛出時(shí)的速度

B．小球都是從同一高度飛出，水平位移與小球飛出時(shí)的速度成正比

C．小球在空中的運(yùn)動(dòng)都是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，而且運(yùn)動(dòng)的加速度都相同

（5）本實(shí)驗(yàn)必須測(cè)量的物理量是_________

A．斜槽軌道末端到水平地面的高度H

B．小球1和小球2的質(zhì)量m1、m2

C．小球1的釋放位置到斜槽軌道末端的高度h

D．記錄紙上O點(diǎn)到A、B、C各點(diǎn)的距離、、

（6）斜槽末端沒(méi)有放置被碰小球2時(shí)，小球1的落點(diǎn)為B點(diǎn)，放置被碰小球2后，小球2的落點(diǎn)為C點(diǎn)。假設(shè)兩小球發(fā)生的是彈性碰撞，試論證：當(dāng)小球1碰后的速度方向未改變時(shí)，C點(diǎn)必在B點(diǎn)的前方。

Answer 1

【答案】B 相同 B 改變 不變 B BD

【解析】

(1) 小球離開(kāi)軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)，只要保證入射球離開(kāi)軌道的初始速度相等即可，斜槽軌道不需要光滑，故選：B；

(2)①兩球要發(fā)生對(duì)心碰撞，故兩球的半徑應(yīng)相同；

②為了防止入射球反彈，所以入射球的質(zhì)量應(yīng)大于被碰小球，所以應(yīng)選一個(gè)鋼球、一個(gè)玻璃球即選：B；

(3) 若僅降低斜槽上固定點(diǎn)的位置，小球離開(kāi)軌道做平拋運(yùn)動(dòng)的速度減小，由于平拋運(yùn)動(dòng)的高度不變，所以不平位移變小，即小球的落地點(diǎn)到O點(diǎn)的距離將改變，

若僅增大小球1的質(zhì)量，小球仍以相同的速度從斜槽末端飛出，由于平拋運(yùn)動(dòng)的高度不變，運(yùn)動(dòng)的時(shí)間不變，所以小球的落地點(diǎn)到O點(diǎn)的距離不變；

(4)小球做平拋運(yùn)動(dòng)由于高度相同，由公式可知，運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，水平位移等于 ，所以小球的水平位移與小球飛出的速度成正比，故選：B；

(5) 小球離開(kāi)軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)，小球拋出點(diǎn)的高度相同，在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t相同

兩球碰撞過(guò)程動(dòng)量守恒，以入射球的初速度方向?yàn)檎�方向，由�?dòng)量守恒定律得：

m1v1=m1v1′+m2v2′，兩邊同時(shí)乘以運(yùn)動(dòng)時(shí)間t得：m1v1t=m1v1′t+m2v2′t，

則m1OB=m1OA+m2OC，

由上式可知，本實(shí)驗(yàn)應(yīng)測(cè)量小球1和小球2的質(zhì)量m1、m2和記錄紙上O點(diǎn)到A、B、C各點(diǎn)的距離、、。

故選：BD。