Question

13．某同學(xué)用圖1所示裝置通過半徑相同的a．b兩球的碰撞來驗(yàn)證動量守恒定律．實(shí)驗(yàn)時先使a球從斜槽上某一固定位置由靜止開始滾下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡．重復(fù)上述操作10次，得到10個落點(diǎn)痕跡再把b球放在水平槽上靠近槽末端的地方，讓a球仍從同一位置由靜止開始滾下，記錄紙上的垂直投影點(diǎn)．b球落點(diǎn)痕跡如圖2所示，其中米尺水平放置．

（1）碰撞后b球的水平射程應(yīng)取為30.5cm．
（2）在以下選項(xiàng)中，哪些是本次實(shí)驗(yàn)必須進(jìn)行的測量？答：ABD（填選項(xiàng)號）
A．水平槽上未放b球時，測量a球落點(diǎn)位置到O點(diǎn)的距離
B．a(chǎn)球與b球碰撞后，測量a球落點(diǎn)位置到O點(diǎn)的距離
C．測量a球或b球的直徑
D．測量a球和b球的質(zhì)量（或兩球質(zhì)量之比）
E．測量地面相對于水平槽面的高度
（3）設(shè)入射球a、被碰球b的質(zhì)量分別為m₁、m₂，半徑分別為r₁、r₂，為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，下列說法正確的是B
A．m₁=m₂，r₁＞r₂                  B．m₁＞m₂，r₁=r₂
C．降低斜槽的高度                 D．入射小球釋放點(diǎn)要適當(dāng)高一些．

Answer 1

分析 （1）用盡可能小的圓將盡可能多的小球的落點(diǎn)圈住，圓心的位置就可以看成是小球的平均落點(diǎn)；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理明確實(shí)驗(yàn)中應(yīng)測量的數(shù)據(jù)；
（3）分析實(shí)驗(yàn)誤差原因，從而明確應(yīng)采取何種措施來減小實(shí)驗(yàn)誤差．

解答 解：（1）用盡可能小的圓將盡可能多的小球的落點(diǎn)圈住，圓心的位置就可以看成是小球的平均落點(diǎn)；該落點(diǎn)的讀數(shù)為30.5cm；
（2）根據(jù)動量守恒定律以及平拋運(yùn)動規(guī)律可知，實(shí)驗(yàn)中需要測量的物理量有兩小球的質(zhì)量、水平槽上未放b球時，測量a球落點(diǎn)位置到O點(diǎn)的距離以及碰后兩球的水平距離，故選：ABD．
（3）A、要碰后入射小球的速度大于零，即不被反彈，要求m₁＞m₂，故A錯誤，B正確；
C、為了減小誤差，使碰撞過程物理量便于測量，應(yīng)該適當(dāng)增大入射小球是速度，即入射小球釋放點(diǎn)要適當(dāng)高一些，因此C錯誤，D正確．
故選BD．
故答案為：（1）30.5；（2）ABD； （3）BD．

點(diǎn)評 本題利用平拋運(yùn)動來驗(yàn)證動量守恒定律，主要在于明確實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方法以及實(shí)驗(yàn)誤差存在的原因和減小誤差的措施．