Question

在“驗證動量守恒定律”的實驗中．已有的實 驗器材有：斜槽軌道，大小相等質(zhì)量不同的小鋼球兩 個，重垂線一條，向紙，復(fù)寫紙，圓規(guī)．實驗裝置及 實驗中小球運動軌跡及落點的情況簡圖如圖所示．
試根據(jù)實驗要求完成下列填空：
（1）實驗前，軌道的調(diào)節(jié)應(yīng)注意______；
（2）實驗中重復(fù)多次讓a球從斜槽上釋放，應(yīng)特別注意______；
（3）實驗中還缺少的測量器材有：______；
（4）實驗中需測量的物理量是______；
（5）若該碰撞過程中動量守恒，則一定有關(guān)系式______成立．

Answer 1

【答案】分析：（1）要保證兩物體發(fā)生彈性碰撞后做平拋運動，必需保證槽的末端的切線是水平；
（2）要多次實驗以確定同一個落點，必需讓a球從同一高處靜止釋放滾下；
（3）要驗證m_av=m_av₁+m_bv_b根據(jù)兩球做平拋運動的時間t相同，可驗證m_avt=m_av₁t+m_bv_bt
故只需驗證m_aOP=m_aOM+m_bON．
解答：解：（1）由于要保證兩物體發(fā)生彈性碰撞后做平拋運動，即初速度沿水平方向，所以必需保證槽的末端的切線是水平的．
（2）由于實驗要重復(fù)進行多次以確定同一個彈性碰撞后兩小球的落點的確切位置，所以每次碰撞前入射球a的速度必需相同，根據(jù)mgh=mv²可得v=，所以每次必需讓a球從同一高處靜止釋放滾下．
（3）要驗證m_av=m_av₁+m_bv_b
由于碰撞前后入射球和靶球從同一高度同時做平拋運動，根據(jù)h=gt²可得兩球做平拋運動的時間相同，故有可驗證
m_avt=m_av₁t+m_bv_bt
而vt=0P，v₁t=OM，v₂t=ON，故只需驗證m_aOP=m_aOM+m_bON
所以要測量a球的質(zhì)量m_a和b球的質(zhì)量m_b，故需要天平．
要測量兩物體平拋時水平方向的位移即線段OP、OM和ON的長度，故需要刻度尺．
（4）由（3）的解析可知實驗中需測量的物理量是a球的質(zhì)量m_a和b球的質(zhì)量m_b，線段OP、OM和ON的長度．
（5）由（3）的解析可知若該碰撞過程中動量守恒，則一定有關(guān)系式m_aOP=m_aOM+m_bON．
故答案為：（1）槽的末端的切線是水平的；
（2）讓a球從同一高處靜止釋放滾下；
（3）天平，刻度尺；
（4）a球的質(zhì)量m_a和b球的質(zhì)量m_b，線段OP、OM和ON的長度；
（5）m_aOP=m_aOM+m_bON．
點評：由于運動的時間相同，故用勻速直線運動的位移代替運動的速度這一技巧運動要注意掌握．