Question

某同学用图所示装置来验证动量守恒定律,实验时先让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痕迹,重复10次;然后再把b球放在斜槽轨道末端的最右端附近静止,让a球仍从原固定点由静止开始滚下,和b球相碰后,两球分别落在记录纸的不同位置处,重复10次.回答下列问题:

（1）在安装实验器材时斜槽的末端应___________。

（2）小球a、b质量、的大小关系应满足____,两球的半径应满足_____ (选填“＞”、“＜”或“=”).

（3）本实验中小球落地点的平均位置距O点的距离如图所示,这时小球a、b两球碰后的平均落地点依次是图中水平面上的_______点和_____点。

（4）在本实验中结合图,验证动量守恒的验证式是下列选项中的 ________ 。

A．

B.

C.

Answer

(1)保持水平 (2)＞ = (3)A C (4)B

【解析】（1）小球离开轨道后做平抛运动，在安装实验器材时斜槽的末端应保持水平，才能使小球做平抛运动。
（2）为防止碰撞过程入射球反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量ma大于mb，即ma＞mb，为保证两个小球的碰撞是对心碰撞，两个小球的半径要相等，故填＞、=。
（3）由图1可知，小球a和小球b相撞后，被碰小球b的速度增大，小球a的速度减小，
b球在前，a球在后，两球都做平抛运动，由图示可知，未放被碰小球时小球a的落地点为B点，碰撞后a、b的落点点分别为A、C点。
（4）小球在空中的运动时间t相等，如果碰撞过程动量守恒，则有： ，
两边同时乘以时间t得： ，可得： ，故B正确，AC错误。