Question

13．如圖所示的是驗證動量守恒定律的實驗裝置示意圖．
（1）入射小球1與被碰小球2直徑相同，它們的質量相比較，應是m₁大于m₂ （填“大于”、“等于”或“小于”）
（2）為了保證小球做平拋運動，必須調整斜槽，使使斜槽末端切線水平．
（3）繼續(xù)實驗，步驟如下：
A．在地面上一次鋪白紙和復寫紙
B．確定重錘線對應點O；
C．不放球2，讓球1從斜槽上Q點靜止?jié)L下，并記下它的落點P；重復10次；
D．把球2放在斜槽的末端，讓球1從斜槽的Q點由靜止?jié)L下，與球2正碰后，記下它們的落地位置M、N；重復10次．
E．測量OM、ON、OP的長度；
由實驗測得的數(shù)據(jù)，如果滿足等式m₁OP=m₁OM+m₂ON，則驗證動量守恒．

Answer 1

分析 （1）為了保證碰撞前后使入射小球的速度方向不變，故必須使入射小球的質量大于被碰小球的質量．
（2）為了保證小球做平拋運動，所以必須使斜槽的末端切線水平．
（3）根據(jù)動量守恒定律求出實驗需要驗證的表達式，然后根據(jù)表達式分析答題．

解答 解：（1）入射小球1與被碰小球2直徑相同，即d₁=d₂，為防止兩球碰撞后入射球反彈，入射球質量應大于被碰球質量，即：m₁＞m₂．
（2）本實驗中小球應做平拋運動，則要小球做平拋運動，則斜槽的末端切線水平．
（3）兩球離開軌道后做平拋運動，它們拋出點的高度相等，在空中的運動時間t相等，如果碰撞過程動量守恒，則有：
m₁v₁=m₁v₁′+m₂v₂′，
兩邊同時乘以t得：m₁v₁t=m₁v₁′t+m₂v₂′t，
即為：m₁OP=m₁OM+m₂ON；
故答案為：（1）大于：（2）使斜槽末端切線水平；（3）m₁OP=m₁OM+m₂ON

點評 題考查了驗證動量守恒定律實驗、一定要掌握．熟練掌握實驗原理，明確實驗中采用平拋運動來驗證動量守恒，要注意明確三小球下落高度相等，所以將公式中的速度轉化為對應的位移．