某同学用如图的装置做“验证动量守恒定律”的实验,先将球a从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下,在水平地面的记录纸上留下压痕,重复10次,再把同样大小的球b放在斜槽轨道水

◎ 题目

某同学用如图的装置做“验证动量守恒定律”的实验,先将球a从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下,在水平地面的记录纸上留下压痕,重复10次,再把同样大小的球b放在斜槽轨道水平段的最右端处静止,让球a仍从原固定点由静止开始滚下,且与b球相碰,碰后两球分别落在记录纸上的不同位置,重复10次.
(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ma、mb
B.小球a、b的半径r
C.斜槽轨道末端到水平地面的高度H
D.球a的固定释放点到斜槽轨道末端的高度差h
E.小球a、b离开轨道后做平抛运动的飞行时间
F.记录纸上O点到两小球的平均落点位置A、B、C的距离
.
OA
.
OB
.
OC

(2)放上被碰小球,两球(ma>mb)相碰后,小球a、b的平均落点位置依次是图中______点和______点.
(3)利用该实验测得的物理量,也可以判断两球碰撞过程中机械能是否守恒.判断的依据是看ma
.
OB
2
与______在误差允许范围内是否相等.

◎ 答案

(1)小球平抛运动的时间相等,t=

2H
g
,a球与b球不碰撞,落在B点,则速度:v0=
.
OB
t
,a球与b球碰撞后,a球落在A点,b球落在C点,则碰后a球的速度:
v1=
.
OA
t
,b球的速度:v2=
.
OC
t

本实验验证mav0=mav1+mbv2,即:ma
.
OB
=ma
.
OA
+mb
.
OC
,所以需要测量两球的质量和记录纸上 O 点到两小球的平均落点位置 A、B、C 的距离,故A、F正确.
故选:AF.
(2)a小球和b小球相撞后,b小球的速度增大,a小球的速度减小,所以碰撞后a球的落地点距离O点最近,b小球离O点最远,中间一个点是未放b球时a的落地点,所以相碰后,小球a、b的平均落点位置依次是图中A、C点.
(3)由于小球小球平抛运动的高度相同,因此时间相等,设时间为t,则a球碰前的速度为:
v0=
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