Question

某同學(xué)用如圖的裝置做“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)，先將球a從斜槽軌道上某固定點(diǎn)處由靜止開(kāi)始滾下，在水平地面的記錄紙上留下壓痕，重復(fù)10次，再把同樣大小的球b放在斜槽軌道水平段的最右端處?kù)o止，讓球a仍從原固定點(diǎn)由靜止開(kāi)始滾下，且與b球相碰，碰后兩球分別落在記錄紙上的不同位置，重復(fù)10次．
（1）本實(shí)驗(yàn)必須測(cè)量的物理量是______．（填序號(hào)字母）
A．小球a、b的質(zhì)量m_a、m_b
B．小球a、b的半徑r
C．斜槽軌道末端到水平地面的高度H
D．球a的固定釋放點(diǎn)到斜槽軌道末端的高度差h
E．小球a、b離開(kāi)軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)的飛行時(shí)間
F．記錄紙上O點(diǎn)到兩小球的平均落點(diǎn)位置A、B、C的距離

.

OA

、

.

OB

、

.

OC

（2）放上被碰小球，兩球（m_a＞m_b）相碰后，小球a、b的平均落點(diǎn)位置依次是圖中______點(diǎn)和______點(diǎn)．
（3）利用該實(shí)驗(yàn)測(cè)得的物理量，也可以判斷兩球碰撞過(guò)程中機(jī)械能是否守恒．判斷的依據(jù)是看ma

.

OB

2與______在誤差允許范圍內(nèi)是否相等．

Answer 1

（1）小球平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等，t=

2H g

，a球與b球不碰撞，落在B點(diǎn)，則速度：v0=

. OB

t

，a球與b球碰撞后，a球落在A點(diǎn)，b球落在C點(diǎn)，則碰后a球的速度：
v1=

. OA

t

，b球的速度：v2=

. OC

t

；
本實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證m_av₀=m_av₁+m_bv₂，即：ma

.

OB

=ma

.

OA

+mb

.

OC

，所以需要測(cè)量?jī)汕虻馁|(zhì)量和記錄紙上 O 點(diǎn)到兩小球的平均落點(diǎn)位置 A、B、C 的距離，故A、F正確．
故選：AF．
（2）a小球和b小球相撞后，b小球的速度增大，a小球的速度減小，所以碰撞后a球的落地點(diǎn)距離O點(diǎn)最近，b小球離O點(diǎn)最遠(yuǎn)，中間一個(gè)點(diǎn)是未放b球時(shí)a的落地點(diǎn)，所以相碰后，小球a、b的平均落點(diǎn)位置依次是圖中A、C點(diǎn)．
（3）由于小球小球平拋運(yùn)動(dòng)的高度相同，因此時(shí)間相等，設(shè)時(shí)間為t，則a球碰前的速度為：
v0=

. OB

t

a球與b球碰撞后，a球落在A點(diǎn)，b球落在C點(diǎn)，則碰后a球的速度：v1=

. OA

t

，b球的速度：v2=

. OC

t

；
若滿足：

1

2

ma

v

20

=

1

2

ma

v

21

+

1

2

mb

v

22

，則兩球碰撞過(guò)程中機(jī)械能守恒，即需要驗(yàn)證：ma

.

OB2

=ma

.

OA2

+mb

.

OC2

，是否成立，即可驗(yàn)證兩球碰撞過(guò)程中機(jī)械能是否守恒．
故答案為：（1）A、F；（2）A、C；（3）ma

.

OA2

+mb

.

OC2

．