Question

16．某同学用如图所示的装置通过半径相同的a、b两球的碰撞来验证碰撞中的动量守恒：
（1）从图中可以测出碰撞后b球的水平射程应取为84.1 cm
（2）下列说法中不符合本实验要求的是C
A．安装轨道时，轨道末端必须水平
B．需要使用的测量仪器有天平和刻度尺
C．在同一组实验的多次碰撞中，每次入射球可以从不同高度由静止释放
（3）本实验无须测量的物理量有B．
A．小球a、b的质量m_a、m_b；
B．斜槽轨道末端到水平地面的高度H；
C．记录纸上O点到A、B、C各点的距离OA、OB、OC；
（4）小球a、b的质量m_a、m_b应该满足m_a大于m_b（填“大于”或“小于”或“等于”）
（5）实验中记录了轨道末端在记录纸上的竖直投影为O点，经多次释放入射球，在记录纸上找到了两球平均落点位置为A、B、C，并测得它们到O点的距离分别为OA、OB和OC．验证碰撞中的动量守恒的达式为：m_aOB=m_aOA+m_cOC．

Answer 1

分析 根据通过实验的原理确定需要测量的物理量，小球离开轨道后做平抛运动，它们在空中的运动时间相同，水平位移与出速度成正比，可以用水平位移代替小球的初速度，根据动量守恒定律求出需要验证的表达式．

解答 解：（1）碰撞后b球的水平射程落点如图所示，读数约为84.1cm；
（2）A、本实验中两小球均应做平抛运动，故要求末端必须水平，故A正确；
B、由实验原理可知，我们需要两小球的质量和水平位移，故应需要天平和刻度尺；故B正确；
C、为了保证每次小球A的速度均相同，小球应从同一位置滑下；故C错误；
本题选不正确的，故选：C；
（3）本实验中需要测量A球和B球的质量和两球的水平射程OA、OB、OC；不需要测量G点相对于水平槽面的高度，故选：B；
（4）为了让碰后b球的速度大于a球且防止a球反弹，应保证，a球的质量大于b球的质量；
（5）这样可以防止a反弹碰撞后两球都做平抛运动，它们抛出点的高度相同，在空中的运动时间t相同，
由动量守恒定律得：m_av₀=m_av₁+m_bv₂，两边同时乘以时间t得：m_av₀t=m_av₁t+m_bv₂t，
则m_aOB=m_aOA+m_bOC，实验需要验证的表达式为：m_aOB=m_aOA+m_bOC
故答案为：（1）84.1；（2）C；（3）B；（4）大于；（5）m_aOB=m_aOA+m_bOC

点评 本题考查动量守恒的验证，掌握两球平抛的水平射程和水平速度之间的关系，是解决本题的关键，注意理解动量守恒定律的条件．