Question

【题目】某同学用图甲所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律，图中CQ是斜槽，QR为水平槽，二者平滑相接，实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下，落到位于水平地面上的记录纸上，留下痕迹。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹。然后把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置G由静止开始滚下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹。重复这种操作10次。

图中O是水平槽末端口在记录纸上的垂直投影点，P为未放被碰球B时A球的平均落点，M为与B球碰后A球的平均落点，N为被碰球B的平均落点。若B球落点痕迹如图乙所示，其中米尺水平放置，且平行于OP。米尺的零点与O点对齐。

（1）入射球A的质量mA和被碰球B的质量mB的关系是mA________mB（选填“>”“<”或“=”）。

（2）碰撞后B球的水平射程约为________cm。

（3）下列选项中，属于本次实验不必测量的一个物理量是________（填选项前的字母）。

A．水平槽上未放B球时，测量A球平均落点位置到O点的距离

B．A球与B球碰撞后，测量A球平均落点位置到O点的距离

C．测量A球和B球的质量

D．测量G点相对于水平槽面的高度

（4）若碰撞前后动量守恒，则需验证的关系式为_____________________。

Answer 1

【答案】> 63.3（63.0-64.0） D

【解析】

（1）[1] 为防止两球碰撞后入射球反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量，即 大于。

（2）[2] 由图乙所示可知，取所有落点中靠近中间的点读数，即可取一个最小的圆的圆心，约为；

（3）[3] 两球离开轨道后做平抛运动，它们在控制的运动时间t相等，如果碰撞过程动量守恒，则

两边同时乘以t得

则

实验需要测量小球的水平位移、小球的质量，不需要测量G点相对于水平槽面的高度，故选D。

（4）[4] 有以上分析可知，需要验证的表达式为