Question

【題目】某同學(xué)用圖甲所示裝置通過半徑相同的A、B兩球的碰撞來(lái)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，圖中CQ是斜槽，QR為水平槽，二者平滑相接，實(shí)驗(yàn)時(shí)先使A球從斜槽上某一固定位置G由靜止開始滾下，落到位于水平地面上的記錄紙上，留下痕跡。重復(fù)上述操作10次，得到10個(gè)落點(diǎn)痕跡。然后把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，讓A球仍從位置G由靜止開始滾下，和B球碰撞后，A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點(diǎn)痕跡。重復(fù)這種操作10次。

圖中O是水平槽末端口在記錄紙上的垂直投影點(diǎn)，P為未放被碰球B時(shí)A球的平均落點(diǎn)，M為與B球碰后A球的平均落點(diǎn)，N為被碰球B的平均落點(diǎn)。若B球落點(diǎn)痕跡如圖乙所示，其中米尺水平放置，且平行于OP。米尺的零點(diǎn)與O點(diǎn)對(duì)齊。

（1）入射球A的質(zhì)量mA和被碰球B的質(zhì)量mB的關(guān)系是mA________mB（選填“>”“<”或“=”）。

（2）碰撞后B球的水平射程約為________cm。

（3）下列選項(xiàng)中，屬于本次實(shí)驗(yàn)不必測(cè)量的一個(gè)物理量是________（填選項(xiàng)前的字母）。

A．水平槽上未放B球時(shí)，測(cè)量A球平均落點(diǎn)位置到O點(diǎn)的距離

B．A球與B球碰撞后，測(cè)量A球平均落點(diǎn)位置到O點(diǎn)的距離

C．測(cè)量A球和B球的質(zhì)量

D．測(cè)量G點(diǎn)相對(duì)于水平槽面的高度

（4）若碰撞前后動(dòng)量守恒，則需驗(yàn)證的關(guān)系式為_____________________。

Answer 1

【答案】> 63.3（63.0-64.0） D

【解析】

（1）[1] 為防止兩球碰撞后入射球反彈，入射球的質(zhì)量應(yīng)大于被碰球的質(zhì)量，即 大于。

（2）[2] 由圖乙所示可知，取所有落點(diǎn)中靠近中間的點(diǎn)讀數(shù)，即可取一個(gè)最小的圓的圓心，約為；

（3）[3] 兩球離開軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)，它們?cè)诳刂频倪\(yùn)動(dòng)時(shí)間t相等，如果碰撞過程動(dòng)量守恒，則

兩邊同時(shí)乘以t得

則

實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量小球的水平位移、小球的質(zhì)量，不需要測(cè)量G點(diǎn)相對(duì)于水平槽面的高度，故選D。

（4）[4] 有以上分析可知，需要驗(yàn)證的表達(dá)式為