14. 某同学设计了如图装置来验证碰撞过程遵循动量守恒.在离地面高度为
h 的光 滑水平桌面上,放置两个小球
a 和
b.其中,
b 与轻弹簧紧挨着但不栓接,弹簧左侧固 定,自由长度时离桌面右边缘足够远,起初弹簧被压缩一定长度并锁定.
a 放置于桌面 边缘,球心在地面上的投影点为
O 点.实验时,先将
a 球移开,弹簧解除锁定,
b 沿桌 面运动后水平飞出.再将
a 放置于桌面边缘,弹簧重新锁定.解除锁定后,
b 球与
a 球 发生碰撞后,均向前水平飞出.重复实验 10 次.实验中,小球落点记为
A、
B、
C.
(1)若
a 球质量为
ma,半径为
ra;
b 球质量为
mb, 半径为
rb.
b 球与
a 球发生碰撞后,均向前水平 飞出,则
______ .
A.
ma<
mb,
ra=
rb B.
ma<
mb,
ra<
rb C.
ma>
mb,
ra=
rb D.
ma>
mb,
ra>
rb(2)为了验证动量守恒,本实验中必须测量的物理 量有
____.
A.小球
a 的质量
ma 和小球
b 的质量
mb B.小球飞出的水平距离
xOA、
xOB、
xOC C.桌面离地面的高度
h D.小球飞行的时间
(3)关于本实验的实验操作,下列说法中不正确的是
______.
A.重复操作时,弹簧每次被锁定的长度应相同
B.重复操作时发现小球的落点并不完全重合,说明实验操作中出现了错误
C.用半径尽量小的圆把10 个落点圈起来,这个圆的圆心可视为小球落点的平均位置
D.仅调节桌面的高度,桌面越高,线段
OB 的长度越长
(4)在实验误差允许的范围内,当所测物理量满足表达式:
__________, 即说明碰撞过程遵循动量守恒.(用题中已测量的物理量表示)
(5)该同学还想探究弹簧锁定时具有的弹性势能,他测量了桌面离地面的高度
h,该地的 重力加速度为
g,则弹簧锁定时具有的弹性势能
Ep为
_______.(用题中已测量的 物理量表示)