Question

5．如圖所示，某同學(xué)利用半徑相同、質(zhì)量較小的A球和質(zhì)量較大的B球來探究動量守恒定律，圖中QR為水平槽．實驗時，他讓A球從斜槽上某一固定位置G由靜止?jié)L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；再把B球放在水平槽末端，讓A球仍從位置G由靜止?jié)L下，和B球碰撞后，A、B球分別在記錄紙上留下各自落點的痕跡，重復(fù)操作10次．圖中的O點是水平槽末端的垂直投影點．用天平稱量出兩球的質(zhì)量，用米尺測量出各球落點的平均位置到O點的距離，如表：

mA/g	mB/g	OM/cm	ON/cm	OP/cm
10.0	40.0	39.30	54.85	98.29

①根據(jù)表中的數(shù)據(jù)分析可得：M點是B球的落點，則N點是A球在碰撞后的落點，P點是A球在碰撞前的落點．（填“碰撞前”或“碰撞后”）
②取小球做平拋運動的時間為單位時間，用m_A、m_B和圖中字母表示碰撞前的總動量p₁=m_AOP，碰撞后的總動量p₂=m_AON+m_BOM．
③將表中數(shù)據(jù)代入發(fā)現(xiàn)p₁大于p₂（填“大于”、“等于”或“小于”），其主要原因是：A、B碰撞后，A反彈，A離開水平槽時的速度小球碰撞后的速度．

Answer 1

分析 ①小球離開水平槽后做平拋運動，根據(jù)實驗步驟與實驗數(shù)據(jù)分析答題；
②根據(jù)動量的計算公式分析答題；
③根據(jù)兩球的質(zhì)量關(guān)系與實驗步驟分析答題．

解答 解：①小球A與B碰撞后的速度變小，小于不與B發(fā)生碰撞時的速度，小球離開水平槽后做平拋運動，由于拋出點的高度相等，它們在空中的運動時間相等，球水平位移與初速度成正比，初速度越大，水平位移越大，由表中實驗數(shù)據(jù)可知，N點是A球在碰撞后的落點，P點是A球在碰撞前的落點．
②小球離開水平槽后做平拋運動，由于拋出點的高度相等，它們在空中的運動時間t相等，球水平位移與初速度成正比，即：s=vt，以運動時間t為時間單位，可以用小球的水平位移代替小球的速度，則碰撞前的總動量：p₁=m_AOP，碰撞后的總動量p₂=m_AON+m_BOM．
③根據(jù)表中數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)可知，p₁大于p₂，這是由于小球A的質(zhì)量小于小球B的質(zhì)量，A、B發(fā)生碰撞后，A球要反彈，A向左運動返回斜面，然后再從斜面上滾下到達水平槽，然后離開槽做平拋運動，在此過程中，A要克服摩擦力做功，A的動能減小，A返回水平槽末端時的速度小于剛碰撞后的速度，A離開水平槽后做平拋運動的水平位移ON偏�。�
故答案為：①碰撞后；碰撞前；②m_AOP；m_AON+m_BOM；③大于；A、B碰撞后，A反彈，A離開水平槽時的速度小球碰撞后的速度．

點評 本題考查了實驗數(shù)據(jù)分析，知道實驗原理，分析清楚實驗過程即可正確解題；解題時要注意該實驗與平時所做實驗的不同，在這里，入射球的質(zhì)量小于被碰球的質(zhì)量．