Question

如图所示为“验证动量守恒定律”实验的装置示意图，现有带光滑圆弧轨道的粗糙水平桌面，物块A、B(A的质量大于B的质量)。实验操作步骤如下：

(a)在圆弧轨道上距离桌面h高处让A由静止滑下，在水平桌面上不放B的情况下，A一直沿水平桌面运动到C处静止；

(b)再让A从圆弧轨道上距离桌面h高处由静止滑下，在桌面与圆弧轨道相接处放上B，使A与B碰撞，碰撞后A、B继续运动直至分别停止在D、E处；

(c)重复多次以上实验步骤，并记录实验数据，选取自己认为最理想的实验结果进行研究，根据该实验设计，回答下列问题：

（1）实验中除了要测量物块A的质量m_A、物块B的质量m_B，还需测量的物理量有______________________________________(写出物理量名称及表示符号)；据实验测量出的数据和测量的物理量写出可以验证动量守恒定律的表达式：________________________。

（2）关于误差分析和实验测量，下列说法正确的是________。

A．A与B发生弹性碰撞还是非弹性碰撞，对实验结果有一定的影响

B．如果A与B发生的碰撞不是正碰，对实验结果有一定的影响

C．实验中所用的圆弧轨道不是真正的光滑，对实验的结果影响不大

D．实验中必须测量A起始位置距离桌面的高度

Answer

碰撞前A在桌面上滑行的位移为x，碰撞后A、B在桌面上滑行的距离xA、xB mA＝mA＋mB BC

【解析】

(1)[1][2]设碰撞前A在桌面上滑行的位移为x，碰撞后A、B在桌面上滑行的距离分别为xA、xB，滑块在桌面上运动过程，由动能定理得：

－μmAgx＝0－mA

－μmAgxA＝0－mA

－μmBgxB＝0－mB

解得：

v0＝，vA＝，vB＝

碰撞过程系统动量守恒，由动量守恒定律得：

mAv0＝mAvA＋mBvB

整理得：

mA＝mA＋mB

故实验需要测量：碰撞前A在桌面上滑行的位移为x，碰撞后A、B在桌面上滑行的距离xA、xB。

(2)[3]A．不论是弹性碰撞还是非弹性碰撞，碰撞过程系统动量都守恒，A与B发生弹性碰撞还是非弹性碰撞，对实验结果没有影响，故A错误；

B．两物体应发生对心正碰，如果A与B发生的碰撞不是正碰，对实验结果有一定的影响，故B正确；

C．圆弧轨道是否光滑对滑块在桌面上的运动没有影响，实验中所用的圆弧轨道不是真正的光滑，对实验的结果影响不大，故C正确；

D．由mA＝mA＋mB可知，实验需要测量的是滑块在桌面上滑行的距离，而不需要测量A起始位置距离桌面的高度，故D错误。

故选BC。