Question

15．某同学利用斜槽轨道做验证动量守恒定律的实验，实验中小球运动轨迹及落点的情况如图所示．
（1）关于入射小球A在斜槽上释放点的高低对实验影响的说法中，正确的是BC
A．释放点越低，小球受阻力越小，入射小球的入射速度越小，误差越小
B．释放点越高，两球碰后水平位移越大，水平位移测量的相对误差越小
C．释放点越高，两球相碰时相互作用的内力越大，碰撞前后动量之差越小，误差越小 
D．释放点越高，入射小球对被碰小球的作用力越大，水平槽对被碰小球的阻力越小 
（2）测量所得入射小球的质量为m_A，被碰小球B的质量为m_B，m_A大于m_B（填大于、小于或等于）．图中O点是小球抛出点在水平地面上的垂直投影，测得各落点到O点的距离分别为OM、OP和ON．当所测物理量满足表达式m_AOP=m_AOM+m_BON时，即说明两球碰撞中动量守恒．

Answer 1

分析 （1）动量守恒的条件是系统所受的合力为零或内力远大于外力，入球球的释放点越高，入射前碰撞前的速度越大，相撞时内力越大，阻力影响越小，动量越守恒．

解答 解：（1）入球球的释放点越高，入射前碰撞前的速度越大，相撞时内力越大，阻力的影响相对越小，可以较好地满足动量守恒的条件，同时因速度大，水平射程较大，有利于减小测量水平位移时的相对误差，从而使实验的误差减小．故AD错误，BC正确．
（2）为了保证入射小球不反弹，则入射小球的质量大于被碰小球的质量；小球离开轨道后做平抛运动，由于小球抛出点的高度相同，它们在空中的运动时间t相等，
它们的水平位移x与其初速度成正比，可以用小球的水平位移代替小球的初速度，
若两球相碰前后的动量守恒，则m_Av₀=m_Av₁+m_Bv₂，又OP=v₀t，OM=v₁t，ON=v₂t，
代入得：m_AOP=m_AOM+m_BON
故答案为：（1）BC；（2）大于，m_AOP=m_AOM+m_BON

点评 该题考查用“碰撞试验器”验证动量守恒定律，该实验中，虽然小球做平抛运动，但是却没有用到速和时间，而是用位移x来代替速度v，成为是解决问题的关键．