Question

11．在用如图甲所示的装置研究碰撞中的动量守恒的实验中：

①用游标卡尺测量直径相同的入射球与被碰球的直径，测量结果如图乙所示，该球直径为2.14cm．
②实验中小球的落点情况如图丙所示，入射球A与被碰球B的质量比M_A：M_B=3：2，则实验中碰撞结束时刻两球动量大小之比p_A：p_B=1：2．

Answer 1

分析 ①游标卡尺的精度是0.1mm，游标卡尺的读数等于主尺读数加上游标读数，不需估读．
②碰撞后入射小球落在M点，被碰小球落在N点，两球在水平方向上做匀速直线运动，通过水平位移之比得出速度之比，从而求出动量大小之比．

解答 解：①根据游标卡尺的读数方法可知：球的直径为 d=21mm+0.1×4mm=21.4mm=2.14cm．
②碰撞结束后，入射小球的水平位移x_A=OM=13.5cm．被碰小球的水平位移为：
x_B=ON-d=42.64cm-2.14cm=40.5cm．
碰撞后两球在水平方向上都做匀速直线运动，时间相等，由v=$\frac{x}{t}$，则得：碰撞后速度之比：$\frac{{v}_{A}}{{v}_{B}}$=$\frac{{x}_{A}}{{x}_{B}}$=$\frac{13.5}{40.5}$=$\frac{1}{3}$
由题意，m_A：m_B=3：2，根据P=mv知，碰撞结束后两球的动量大小之比为 1：2．
故答案为：2.14；1：2．

点评 本题考查根据平抛运动规律分析动量守恒定律的实验；解决本题的关键知道碰后小球做平抛运动，水平位移之比等于速度之比