Question

17．某同学用图1所示装置做验证动量守恒定律的实验．先将A球从斜槽轨道上某固定点C处由静止开始释放，在水平地面上的记录纸上留下压痕，重复10次；再把同样大小的B球放在斜槽轨道末端水平段的最右端附近静止，让A球仍从原固定点C处由静止开始释放，和B球相碰后，两球分别落在记录纸的不同位置处，重复10次．从左向右依次是M、P、N点．

（1）本实验必须测量的物理量是BD．
A．斜槽轨道末端到水平地面的高度H
B．小球A、B的质量m_A、m_B
C．小球A、B的半径r
D．记录纸上O点到M、P、N各点的距离OM、OP、ON
（2）小球A、B的质量m_A、m_B应满足m_A＞m_B（填“＞”、“=”、“＜”）．
（3）为测定未放B小球时，小球A落点的平均位置，把刻度尺的零刻线跟记录纸上的O点对齐，如图2所示给出了小球A落点附近的情况，由图可知OP距离应为31.92cm．
（4）按照本实验方法，验证动量守恒的验证式是m_AOP=m_AOM+m_BON．

Answer 1

分析 （1）根据动量守恒定律求出需要验证的表达式，然后根据表达式分析答题．
（2）为防止碰撞过程入射球反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量．
（3）根据图示读出小球落点的水平距离．
（4）根据动量守恒分析答题．

解答 解：（1）小球离开轨道后做平抛运动，小球在空中的运动时间t相等，如果碰撞过程动量守恒，
则m_Av₀=m_Av_A+m_Bv_B，两边同时乘以时间t得：m_Av₀t=m_Av_At+m_Bv_Bt，则m_AOM=m_AOP+m_BON，
因此A实验需要测量：两球的质量，两球做平抛运动的水平位移，故选BD．
（2）为防止碰撞过程入射球反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量m_a大于m_b．
（3）找出平均落点，由图2所示可知，刻度尺分度值是1mm，刻度尺示数为31.92cm．
（5）由（1）可知，实验需要验证的表达式为：m_AOM=m_AOP+m_BON
故答案为：（1）BD；（2）＞；（3）31.92（31.90～31.95均可）；（4）m_AOP=m_AOM+m_BON

点评 本题考查了实验需要测量的量、实验注意事项、实验原理、刻度尺读数、动量守恒表达式，解题时需要知道实验原理，对刻度尺读数时要先确定其分度值，然后再读数，读数时视线要与刻度线垂直；求出需要实验要验证的表达式是正确答题的前提与关键．