Question

某同学用下图所示装置探究A、B两球在碰撞中动量是否守恒。该同学利用平抛运动测量两球碰撞前后的速度，实验装置和具体做法如下，图中PQ是斜槽，QR为水平槽。实验时先使Ａ球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滑下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹。再把Ｂ球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让Ａ球仍从位置G由静止开始滑下，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，并画出实验中A、B两小球落点的平均位置。图中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点。其中米尺水平放置，且平行于G、R、O所在的竖直平面，米尺的零点与O点对齐。

（1）（2分）为了使两球碰撞为一维碰撞，所选两球的直径关系为：A球的直径            B球的直径（“大于”、“等于”或“小于”）；为减小实验误差，在两球碰撞后使A球不反弹，所选用的两小球质量关系应为m_A               m_B（选填“小于”、“大于”或“等于”）；
（2）（2分）在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量？答：       （填选项号）。
A、水平槽上未放B球时，测量A球落点位置到O点的距离
B、A球与B球碰撞后，测量A球与B球落点位置到O点的距离
C、A球和B球在空间飞行的时间
D、测量G点相对于水平槽面的高度

（3）（4分）已知m_A和m_B。 E、F、J是实验中小球落点的平均位置，请你根据该同学实验中所选小球和实验的记录纸判断，A球没有碰撞B球时的落点是             点（在E、F、J三个落点中选填），A球与B球碰撞后A球的落点是             点（在E、F、J三个落点中选填）。该同学通过实验数据说明在实验中A、B两球碰撞中动量守恒，请你用上图中的字母写出该同学判断动量守恒的表达式是              。

Answer 1

（1）等于 大于 （2）AB （3） F   E  m_AOF=m_AOE+m_BOJ

试题分析：（1）为了保证能够发生正碰，需要使两球的直径相等；为了使碰撞后不反弹，必须使m_A>m_B；（2）据m_Av_A=m_Av_A^’+m_Bv_B^’，由于A、B球都从平台上做平抛运动，运动时间相同，则有：m_Ax_oA=m_Ax_oA^’+m_Bx_OB^’,所以AB选项正确；（3）A球没有碰撞B球时的落点是F，A球与B球碰撞后A球的落点是E，：m_Ax_oF=m_Ax_oE^’+m_Bx_OJ^’。