Question

某同學用圖5-3-22所示的裝置通過半徑相同的A、B兩球的碰撞來驗證動量守恒定律.圖中PQ是斜槽，QR為水平槽.實驗時先使A球從斜槽上某一固定位置G由靜止開始滾下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡.重復上述操作10次，得到10個落點痕跡.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痕跡.重復這種操作10次.圖中O點是水平槽末端R在記錄紙上的垂直投影點.B球落點痕跡如圖5-3-23所示，其中米尺水平放置，且垂直于G、R、O所在的平面，米尺的零點與O點對齊.

圖5-3-22

圖5-3-23

(1)碰撞后B球的水平射程應取為___________cm.

(2)在以下選項中，哪些是本次實驗必須進行的測量？答：____________________(填選項號)

A.水平槽上未放B球時，測量A球落點位置到O點的距離

B.A球與B球碰撞后，測量A球落點位置到O點的距離

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G點相對于水平槽面的高度

Answer 1

解析：(1)用盡可能小的圓把這10個B球落點圈在里面，并使這10個落點盡可能均勻分布在圓內(nèi)，這個圓的圓心就是B球落點的平均位置.利用圖5-3-17中給出的刻度尺就可估讀出B球的水平射程應為64.7 cm.

(2)這個實驗是利用兩個質(zhì)量不等而大小相同的球A、B做對心碰撞來驗證動量守恒定律.本實驗中，是否需要測量兩球的半徑是應重點思考的一個問題.兩球碰后，A球在離R點一定距離處沿水平槽做水平運動，但不是平拋運動，到達R點，才開始做平拋運動.所以，不論在確定A球碰撞前后做平拋運動的水平射程，還是確定碰撞后B球的水平射程，都與球的半徑無關，故在本實驗中無需測球的半徑.有的學生在自己做“驗證動量守恒定律”這一實驗時，曾測過小球的半徑，因而在解本題時，認為也要測小球的半徑.這里，首先要注意自己做過的那個實驗裝置與本題給出的實驗裝置并不完全相同.在那個實驗中，被碰的小球是放在離開槽的末端有一定距離的“小柱”上，本試題中沒有這一小柱，而是一水平槽QR.因此在本試題中，不需測小球的半徑是肯定的.

    在所給出的五個選項中，必須要進行的測量是A、B和D三項.

答案：(1)64.7(答數(shù)在64.2—65.2范圍內(nèi)的都給分)

(2)ABD(不是A、B、D的均給零分)