Question

某同学用下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m_a、m_b的大小关系应满足m_a_____m_b，两球的半径应满足r_a______r_b（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．

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．