Question

【题目】某同学用如图1装置做“动量守恒定律”的实验．先将a球从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下，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a球放在斜槽轨道末端水平段的右端静止放置，让a球仍从原固定点由静止开始滚下，和a球相碰后，两球分别落在记录纸上，重复10次．

①本实验必须测量的物理量有；
a ． 斜槽轨道末端到水平地面的高度H
a ． 小球a、a的质量ma、ma
c ． 小球a、a的半径r
d ． 小球a、a离开斜槽轨道末端后平抛飞行的时间t
e．记录纸上O点到A、A、C各点的距离OA、OA、OC
f ． a球的固定释放点到斜槽轨道末端水平部分间的高度差h
②根据实验要求，mama（填“大于”、“小于”或“等于”）；
③放上被碰小球后，两小球碰后是否同时落地？（填“是”或“不是”）；如果不是同时落地，对实验结果有没有影响？；（填“有”或“无”）；
④为测定未放小球a时，小球a落点的平均位置，把刻度尺的零刻度线跟记录纸上的O点对齐，如图2所示给出了小球a落点附近的情况，由图可得OA距离应为cm；
⑤按照本实验方法，验证动量守恒的验证式是 ．

Answer 1

【答案】ae；大于；不是；无；45.95；
【解析】（1）要验证动量守恒，就需要知道碰撞前后的动量，所以要测量两个小球的质量及碰撞前后小球的速度，碰撞前后小球都做平抛运动，速度可以用水平位移代替．所以需要测量的量为：小球a、a的质量ma、ma ， 记录纸上O点到A、A、C各点的距离、、
故选：AE（2）在小球碰撞过程中水平方向动量守恒，故有：mav0=mav1+mav2
在碰撞过程中动能守恒，故有：
解得：
要碰后a的速度v1＞0，即ma﹣ma＞0，ma＞ma（3）a球被碰飞出后，a球还要在水平段运动，因此，a球先落地，但由于两球运动时间相同，故不影响实验结果．（4）小球a和小球a相撞后，小球a的速度增大，小球a的速度减小，都做平抛运动，所以未放被碰小球时小球a的落地点为A点，由图可知OA距离应为45.95cm；（5）A为碰前入射小球落点的位置，A为碰后入射小球的位置，C为碰后被碰小球的位置，碰撞前入射小球的速度为
碰撞后入射小球的速度为：
碰撞后被碰小球的速度为：
若mav1=mav3+mav2则表明通过该实验验证了两球碰撞过程中动量守恒，带入数据得：
所以答案是：（1）AE（2）大于（3）不是，无（4）45.95（5）
【考点精析】根据题目的已知条件，利用动量守恒定律的相关知识可以得到问题的答案，需要掌握动量守恒定律成立的条件：系统不受外力或系统所受外力的合力为零；系统所受的外力的合力虽不为零，但系统外力比内力小得多；系统所受外力的合力虽不为零，但在某个方向上的分量为零，则在该方向上系统的总动量的分量保持不变．