Question

在“验证动量守恒定律”的实验中,请回答下列问题.

(1)实验记录如图甲所示,则A球碰前做平抛运动的水平位移是图中的 __________,B球被碰后做平抛运动的水平位移是图中的_________.(两空均选填“OM”、“OP”或“ON”)

(2)小球A下滑过程中与斜槽轨道间存在摩擦力,这对实验结果__________产生误差(选填“会”或“不会”).

(3)实验装置如图甲所示,A球为入射小球,B球为被碰小球,以下所列举的在实验过程中必须满足的条件,正确的是（______）

A.入射小球的质量m_a,可以小于被碰小球的质量m_b

B.实验时需要测量斜槽末端到水平地面的高度

C.入射小球每次不必从斜槽上的同一位置由静止释放 

D.斜槽末端的切线必须水平,小球放在斜槽末端处,应能静止

  

(4)在“验证动量守恒定律”的实验中.某同学用如图乙所示的装置进行了如下的操作:

①先将斜槽轨道的末端调整水平,在一块平木板表面先后钉上白纸和复写纸,并将该木板竖直立于靠近槽口处,使小球a从斜槽轨道上某固定点处由静止释放,撞到木板并在白纸上留下痕迹O.

②将木板向右平移适当的距离,再使小球a从原固定点由静止释放,撞在木板上并在白纸上留下痕迹B.

③把半径相同的小球b静止放在斜槽轨道水平段的最右端,让小球a仍从原固定点由静止释放,和小球b相碰后,两球撞在木板上并在白纸上留下痕迹A和C.

④用天平测量a、b两小球的质量分别为m_a、m_b,用刻度尺测量白纸O点到A、B、C三点的距离分别为y₁、y₂和y₃.

用本实验中所测得的量来验证两球碰撞过程动量守恒,其表达式为_____________.

用测得的物理量来表示,只要再满足关系式 _________,则进一步说明两小球的碰撞是弹性碰撞.

Answer

(1)OP ON (2)不会 (3) D (4)

【解析】(1)实验记录如图甲所示,则A球碰前做平抛运动的水平位移是图中的OP；B球被碰后做平抛运动的水平位移是图中的ON.

(2)因实验需要的是小球A在斜槽末端的速度，故小球A下滑过程中与斜槽轨道间存在摩擦力,这对实验结果不会产生误差.

（3）为了防止入射球与被碰球碰后反弹，入射小球的质量ma必须要大于被碰小球的质量mb，选项A错误；实验用小球平抛运动的水平射程来代替速度，故实验时不需要测量斜槽末端到水平地面的高度，选项B错误；为保证每次入射球的速度必须相同，则入射小球每次必须要从斜槽上的同一位置由静止释放，选项C错误；斜槽末端的切线必须水平,小球放在斜槽末端处,应能静止，选项D正确，故选D.

（4）入射球碰前的速度 ；入射球碰后的速度；被碰球碰后的速度；要验证的表达式为 ，即，化简可得： ；若满足动能守恒，则，代入并化简可得：

点睛：本题考查验证动量守恒定律的应用，要注意明确实验中利用平抛运动的规律验证动量守恒的方法；能根据平抛规律推导实验结论。