Question

某同学用如图所示的装置做“验证动量守恒定律”的实验，操作步骤如下：

①固定斜槽，并使轨道的末端水平；

②在一块平木板表面先后钉上白纸和复写纸，将该木板竖直并贴紧槽口，让小球a从斜槽轨道上某固定点由静止开始滚下，撞到木板，在白纸上留下压痕O；

③将木板向右平移适当距离，再使小球a从原固定点由静止释放，撞到木板，在白纸上留下压痕B；

④把半径相同的小球b放在斜槽轨道水平段的右边缘，让小球a仍从原固定点由静止开始滚下，与b球相碰后，两球撞在木板上，在白纸上留下压痕A和C；

(1)本实验必须测量的物理量是_______（填序号字母）；

A、小球a、b的质量

B、小球a、b的半径r

C、斜槽轨道末端到木板的水平距离x

D、球a的固定释放点到斜槽轨道末端的高度差H

E、记录纸上O点到A、B、C的距离h₁、h₂、h₃

(2)用(1)中所测得的物理量来表示两球碰撞过程动量守恒，其表达式为_______；

(3)对该实验的探究结果没有影响的是_______。（填序号字母）

A、木板是否竖直

B、斜槽轨道末端部分是否水平

C、斜槽轨道是否光滑

Answer

AE C

【解析】

(1)[1]设a单独滚下经过斜槽轨道末端的速度为va，两球碰撞后a、b的速度分别为va′和vb′，若两球碰撞动量守恒，则

根据平抛运动规律得

联立得应满足的表达式为

本实验必须测量的物理量是小球a、b的质量ma、mb，记录纸上O点到A、B、C的距离h1、h2、h3；故AE正确

故选AE；

(2)[2]由以上分析可知，需要验证的表达式为

(3)[3]A．由表达式可知，木板是否竖直，对实验结果有影响，故A错误；

B．斜槽轨道末端部分是否水平影响小球离开斜槽是否做平抛运动，则对实验结果有影响，故B错误；

C．只要小球a每次从同一高度静止放下，小球a到达斜槽轨道末端的速度相同，所以斜槽轨道是否光滑，则对实验结果没有影响，故C正确。

故选C。