Question

为了验证“两小球碰撞过程中的动量守恒”，某同学用如图所示的装置进行了如下的操作：

①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固定，再使小球 a从原固定点由静止释放，撞到木板并在白 纸上留下痕迹 P；

③把小球 b静止放在斜槽轨道的水平段的最右端，让小球 a仍从原固定点由静止释放，和小球 b相碰后，两小球撞到木板并在白纸上留下痕迹M 和 N；

④用天平测出 a、b两个小球的质量分别为 ma和 mb，用刻度尺测量白纸上 O 点到 M、P、N三点的距离分别为 y_M、y_P 和 y_N.根据上述实验，请回答下列问题：

(1)为了减小实验误差，选择入射球 m_a、被碰球 m_b 时，应该使 m_a_____m_b.（填“大于”、“等 于”、“小于”）

(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)小球 a和 b发生碰撞后，小球 b在图中白纸上撞击痕迹应是_____点。

(4)用本实验中所测得的物理量来验证两小球碰撞过程中动量守恒，其表达式为：_____.

Answer

大于 不会 M

【解析】

（1）选择入射球 ma、被碰球 mb 时，为防止入射球反弹，则应该使 ma大于mb.

（2）小球a下滑过程中与斜槽轨道间存在摩擦力，不会对实验结果产生误差，因为只要保证小球从静止释放到达最低点的速度相等即可，斜槽不一定需要光滑．
（3）小球 a和 b发生碰撞后，小球 b在图中白纸上撞击痕迹应是M点。

（4）根据yP＝gt2得，，则小球a不与小球b碰撞，平抛运动的初速度，同理可得，小球a与b碰撞后，a的速度，b的速度，验证动量守恒的表达式为mav=mav1+mbv2，即.