Question

11．在“驗證動能守恒定律”的實驗中，采用如圖所示的裝置．圖中O點是小球拋出點在地面上的豎直投影．用刻度尺分別測量三個落地點的平均位置與O點的距離（線段OM、OP、ON長度），分別用x₁、x₂、x₃表示入射質(zhì)量m₁、m₂表示．
（1）入射小球和靶球的質(zhì)量應滿足m₁＞m₂（填“＞”、“=”或“＜”）．
（2）在做實驗時，以下對實驗要求的說法正確的是BC．
A．斜槽軌道必須是光滑的
B．斜槽軌道末端必須是水平的
C．入射球每次都要從同一位置由靜止?jié)L下
（3）若滿足關系式m₁x₁=m₁x₂+m₂x₃，則兩球碰撞前后系統(tǒng)動量守恒．

Answer 1

分析 （1）為防止碰撞后入射球反彈，入射球的質(zhì)量應大于靶球的質(zhì)量．
（2）根據(jù)實驗原理與實驗注意事項分析答題．
（3）應用動量守恒定律求出需要驗證的表達式．

解答 解：（1）為防止碰撞后入射球反彈，入射球的質(zhì)量應大于靶球的質(zhì)量，即；m₁＞m₂；
（2）A、實驗時只要入射球從同一位置由靜止釋放即可保證小球的速度相等，斜槽軌道不需要必須是光滑的，故A錯誤；
B、為保證小球離開軌道后做平拋運動，斜槽軌道末端必須是水平的，故B正確；
C、為保證每次小球速度相等，入射球每次都要從同一位置由靜止?jié)L下，故C正確；
故選：BC．
（3）小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，
以向右為正方向，由動量守恒定律得：m₁v₁=m₁v₁′+m₂v₂′
兩邊同時乘以t得：m₁v₁t=m₁v₁′t+m₂v₂′t
得：m₁x₁=m₁x₂+m₂x₃
需要驗證的表達式為：m₁x₁=m₁x₂+m₂x₃．
故答案為：（1）＞；（2）BC；（3）m₁x₁=m₁x₂+m₂x₃．

點評 解決本題的關鍵掌握實驗的原理，以及實驗的步驟與實驗注意事項，在驗證動量守恒定律實驗中，無需測出速度的大小，可以用位移代表速度．