Question

某同學設(shè)計了一個驗證物體間相互作用時動量守恒的實驗：把兩個大小相同、質(zhì)量不等的金屬球用細線連接后置于光滑的水平桌面上，在兩球之間夾一被壓縮了的輕質(zhì)彈簧，在桌子兩邊地面上鋪上白紙和復(fù)寫紙（如圖所示）．然后燒斷細線，觀察兩球的運動情況，進行必要的測量和數(shù)據(jù)分析、處理．
①要完成該實驗，還必須添加以下哪些器材：______（填器材序號字母）；
A．刻度尺    B．天平    C．重垂線    D．秒表
②在該實驗中，用所測物理量驗證動量守恒定律的關(guān)系式是：______（用你認為應(yīng)該測量的物理量表示）．關(guān)系式中各物理量的含義是：______．

Answer 1

【答案】分析：燒斷細線后，兩球離開桌面做平拋運動，由于高度相等，則平拋的時間相等，水平位移與初速度成正比，把平拋的時間作為時間單位，小球的水平位移可替代平拋運動的初速度．將需要驗證的關(guān)系速度用水平位移替代．
解答：解：取小球1的初速度方向為正方向，兩小球質(zhì)量和平拋初速度分別為m₁、m₂，v₁、v₂，平拋運動的水平位移分別為S₁、S₂，平拋運動的時間為t．
        需要驗證的方程：0=m₁v₁-m₂v₂
                 又v₁=，
代入得到m₁S₁=m₂S₂
故需要測量兩小球的質(zhì)量m₁和m₂，兩小球落地點到桌面邊緣的水平距離S₁，S₂
所以需要的器材為刻度尺、天平、重錘線，不需要測量時間，所以不要秒表．
故答案為：ABC；m₁S₁=m₂S₂，m₁、m₂分別是小球1和2的質(zhì)量；S₁是小球1落點到桌子左邊緣的水平距離，S₂是小球2落點到桌子右邊緣的水平距離．
點評：本題是運用等效思維方法，平拋時間相等，用水平位移代替初速度，這樣將不便驗證的方程變成容易驗證．