【题目】如图所示为某同学设计的一种探究动量守恒定律的实验装置图。水平桌面固定一长导轨,一端伸出桌面,另一端装有竖直挡板,轻弹簧的一端固定在竖直挡板上,另一端被入射小球从自然长度位置A点压缩至B点,释放小球,小球沿导轨从右端水平抛出,落在水平地面上的记录纸上,重复10次,确定小球的落点位置;再把被碰小球放在导轨的右边缘处,重复上述实验10次,在记录纸上分别确定入射小球和被碰小球的落点位置(从左到右分别记为P、Q、R),测得OP=x1,OQ=x2,OR=x3
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(1)关于实验的要点,下列说法正确的是___
A.入射小球的质量可以小于被碰小球的质量
B.入射小球的半径必须大于被碰小球的半径
C.重复实验时,每次都必须将弹簧压缩至B点
D.导轨末端必须保持水平
(2)若入射球的质量为m1,被碰小球的质量为m2,则该实验需要验证成立的表达式为__(用所给符号表示);
(3)除空气阻力影响外,请再说出一条可能的实验误差来源_______。
【答案】CD
轨道摩擦的影响:确认落点P、Q、R时的误差:
,
,
的测量误差
【解析】
(1)[1]A.为防止两球碰撞后入射球反弹,入射小球的质量必须大于被碰小球的质量,故A错误;
B.为使两球发生正碰,入射小球的半径必须与被碰小球的半径相同,故B错误;
C.为了保证入射球每次到达桌面边缘的速度相同,则重复实验时,每次都必须将弹簧压缩至B点,从而让入射球获得相同的弹性势能,故C正确;
D.为了保证两球碰后都能做平抛运动从而能求出飞出时的速度,导轨末端必须保持水平,故D正确。
故选CD。
(2)[2]两球碰撞过程系统的动量守恒,以向右为正方向,有
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小球做平抛运动的时间t相等,两边同时乘以t,有
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结合碰撞前后的小球落点情况,换算水平距离后,有
,
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可得
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(3)[3]除空气阻力影响外,本实验其它的误差有:轨道摩擦的影响;确认落点P、Q、R时的误差;
,
,
的测量误差。