某同学用如图所示的装置验证动量守恒定律。将斜槽轨道固定在水…——2024 高考物理第 9 题答案解析

9. 某同学用如图所示的装置验证动量守恒定律。将斜槽轨道固定在水平桌面上，轨道末段水平，右侧端点在水平木板上的垂直投影为O，木板上叠放着白纸和复写纸。实验时先将小球a从斜槽轨道上Q 处由静止释放，a从轨道右端水平飞出后落在木板上；重复多次，测出落点的平均位置P与O 点的距离x，将与a半径相等的小球b置于轨道右侧端点，再将小球a从Q 处由静止释放，两球碰撞后均落在木板上；重复多次，分别测出a、b两球落点的平均位置M、N与O 点的距离 $x _ { M }$ $x _ { N }$

完成下列填空：

（1）记a、b两球的质量分别为 $m _ { a }$ 、 $m _ { b }$ ，实验中须满足条件 $m _ { a }$ $m _ { b }$ （填 $^ { 6 6 } > ^ { \prime \prime }$ 或 $^ { 6 6 } < ^ { 9 9 } )$

（2）如果测得的 $x _ { P }$ 、 $x _ { M }$ $x _ { N }$ $m _ { a }$ 和 $m _ { b }$ 在实验误差范围内满足关系式\_\_\_\_\_\_，则验证了两小球在碰撞中满足动量守恒定律。实验中，用小球落点与O 点的距离来代替小球水平飞出时的速度，依据是【答案】（1）> （2） ①. $m _ { a } x _ { P } = m _ { a } x _ { M } + m _ { b } x _ { N }$ ②. 小球离开斜槽末端后做平抛运动，竖直方向高度相同故下落时间相同，水平方向匀速运动直线运动，小球水平飞出时的速度与平抛运动的水平位移成正比。