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 mA·OP=mA·OM＋mB·ON

【解析】

第一空.为保证入射球碰后不反弹，则入射球A的质量mA和被碰球B的质量mB的关系是mA>mB．

第二空.取B球的平均落地点，则碰撞后B球的水平射程约为63.3cm.

第三空.水平槽上未放B球时，测量A球落点位置到O点的距离，即测量出碰撞前A球的速度，故A正确；A球与B球碰撞后，测量A球落点位置到O点的距离，即测量出碰撞后A球的速度，故B正确；测量A球和B球的质量（或两球质量之比），用来表示出球的质量，故C正确；不需要测量G点相对于水平槽面的高度，故D错误．此题选择不必测量的一个物理量，故选D．

第四空.根据实验原理可得mAv0=mAv1+mBv2，由已测量的物理量mA、mB、OP、OM、ON．又因下落时间相同，即可求得：mA·OP=mA·OM＋mB·ON