Question

某同学用如图的装置做“验证动量守恒定律”的实验，操作步骤如下：

（1）先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开始滚下，撞到木板在记录纸上留下压痕O。

（2）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，撞到木板在记录纸上留下压痕B。

（3）把半径相同的小球b静止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，并在记录纸上留下压痕A和C。

①本实验中小球a、b的质量大小关系是m_a______m_b．（选填“大于”、“小于”或“等于”）

②放上被碰小球，两球相碰后，小球a在图中的压痕点为______点。

③记录纸上O点到A、B、C的距离y₁、y₂、y₃，若两球碰撞动量守恒，且为弹性碰撞，则y₁、y₂和y₃之间关系式应为______。

Answer

大于 C

【解析】

①[1]．本实验必须测量的物理量是小球a、b的质量ma、mb，a为入射小球，为避免出现入射小球被弹回，必须满足ma＞mb。

②[2]．放上被碰小球，两球相碰后，小球a平抛运动的速度减小，运动时间变长，根据y=gt2知，竖直下降的高度增大，所以在图中的压痕点为 C。

③[3]．根据x=v0t，，即可得到小球的速度：

两球碰撞动量守恒，选取向右为正方向，则应满足的表达式为：

机械能守恒：

联立可得：

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