Question

【題目】某同學(xué)用圖甲所示示裝置來探究碰撞中的不變量

（1）實(shí)驗(yàn)中，直接測定小球碰撞前后的速度是不容易的，可以通過僅測量______間接地解決這個(gè)問題（請(qǐng)將選項(xiàng)前的字母代號(hào)填在題前的橫線上）。

A.小球開始釋放時(shí)距離桌面的高度h

B.小球拋出點(diǎn)距地面的高度H

C.小球做平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移

D.拋出點(diǎn)到落點(diǎn)的距離

（2）實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①取兩個(gè)半徑相同的小球A、B，實(shí)驗(yàn)時(shí)先不放球，使球從斜槽上某一固定點(diǎn)C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)操作，從多次落點(diǎn)痕跡中找到平均落點(diǎn)，記為P；

②把月球靜置于水平槽前端邊緣處，讓球仍從C處由靜止?jié)L下，月球和球碰撞后分別落在記錄紙上留下各自的痕跡，重復(fù)操作，從多次落點(diǎn)痕跡中找到平均落點(diǎn)，分別記為M和N；

③重垂線所指的位置在記錄紙上記為O點(diǎn)，將毫米刻度尺的0刻度線和O點(diǎn)對(duì)齊，如圖乙所示，測得各平均落點(diǎn)M、P、N到O點(diǎn)的距離分別為x1、x2、x3；

④若小球A、B的質(zhì)量分別為m1、m2，則實(shí)驗(yàn)需要探究的表達(dá)式為________________________（用步驟中所給的字母進(jìn)行表示）。該同學(xué)測得小球A的質(zhì)量m1=0.40kg，小球B的質(zhì)量m2=0.20kg，則碰撞前m1 x2=_______________kgm；碰撞后m1 x1+m2 x3=_______________kgm；（上述兩空的計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，可認(rèn)為碰撞前后A、B兩小球組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒。

Answer 1

【答案】C 0.034 0.034

【解析】

（1）[1]．驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律實(shí)驗(yàn)中，即研究兩個(gè)小球在軌道水平部分碰撞前后的動(dòng)量關(guān)系，直接測定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是通過平拋的情況來代替時(shí)：設(shè)落地時(shí)間為t，則有：，落地高度不變情況下時(shí)間不變，水平射程來體現(xiàn)速度，故C正確，ABD錯(cuò)誤。

（2）④[2]．要驗(yàn)證的表達(dá)式為

因?yàn)?/span>

帶入可得：

[3][4]．由刻度尺讀出：x1=2.65cm；x2=8.60cm；x3=11.50cm；

碰撞前

m1 x2=0.40×0.0860=0.034kgm；

碰撞后

m1 x1+m2 x3=0.40×0.0265+0.20×0.1150=0.034kgm；