Question

如圖所示為“驗(yàn)證碰撞中動(dòng)量守恒”實(shí)驗(yàn)的裝置示意圖．
①設(shè)小球A質(zhì)量為m_A，小球B質(zhì)量為m_B，為保證實(shí)驗(yàn)成功，必須保證m_A

 

m_B．（選填“大于”、“等于”或“小于”）
②實(shí)驗(yàn)中小球的落點(diǎn)情況如圖所示：P是不放B球時(shí)，將A球從斜槽某一高度靜止釋放后，A球的落點(diǎn)，M、N分別為A球從同一高度靜止釋放到達(dá)斜槽水平端與B球相碰后A、B球落點(diǎn)，現(xiàn)已測得O到M、P、N距離分別為 S₁、S₂、S₃，若關(guān)系式

 

成立，則驗(yàn)證了A、B相碰動(dòng)量守恒．

Answer 1

分析：A球和B球相撞后，B球的速度增大，A球的速度減小，都做平拋運(yùn)動(dòng)，豎直高度相同，所以水平方向，B球在A球的前面，所以碰撞前A球的落地點(diǎn)是P點(diǎn)，碰撞后A球的落地點(diǎn)是M點(diǎn)，B球的落地點(diǎn)是N點(diǎn)，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的基本公式求解碰撞前后小球的速度，然后驗(yàn)證動(dòng)量是否守恒即可．

解答：解：①為了不致于入射小球反彈，所以入射小球的質(zhì)量需大于被碰小球的質(zhì)量，即m_A＞m_B．
②由于平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間由高度決定，則小球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等，入射小球碰撞前的速度v1=

s2

t

，碰撞后入射小球的速度v2=

s1

t

，碰撞后被碰小球的速度v3=

s3

t

若m_Av₁=m_Bv₃+m_Av₂則表明通過該實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了兩球碰撞過程中動(dòng)量守恒，
帶入數(shù)據(jù)得：m_As₂=m_As₁+m_Bs₃
故答案為：①大于  ②m_As₂=m_As₁+m_Bs₃

點(diǎn)評：驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律中，要學(xué)會(huì)在相同高度下，用水平射程來間接測出速度的方法，難度不大，屬于基礎(chǔ)題．