Question

在“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中．已有的實(shí) 驗(yàn)器材有：斜槽軌道，大小相等質(zhì)量不同的小鋼球兩 個(gè)，重垂線一條，向紙，復(fù)寫紙，圓規(guī)．實(shí)驗(yàn)裝置及 實(shí)驗(yàn)中小球運(yùn)動(dòng)軌跡及落點(diǎn)的情況簡(jiǎn)圖如圖所示．
試根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求完成下列填空：
（1）實(shí)驗(yàn)前，軌道的調(diào)節(jié)應(yīng)注意

 

；
（2）實(shí)驗(yàn)中重復(fù)多次讓a球從斜槽上釋放，應(yīng)特別注意

 

；
（3）實(shí)驗(yàn)中還缺少的測(cè)量器材有：

 

；
（4）實(shí)驗(yàn)中需測(cè)量的物理量是

 

；
（5）若該碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒，則一定有關(guān)系式

 

成立．

Answer 1

分析：（1）要保證兩物體發(fā)生彈性碰撞后做平拋運(yùn)動(dòng)，必需保證槽的末端的切線是水平；
（2）要多次實(shí)驗(yàn)以確定同一個(gè)落點(diǎn)，必需讓a球從同一高處?kù)o止釋放滾下；
（3）要驗(yàn)證m_av₀=m_av₁+m_bv_b根據(jù)兩球做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t相同，可驗(yàn)證m_av₀t=m_av₁t+m_bv_bt
故只需驗(yàn)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(yùn)動(dòng)，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(shí)驗(yàn)要重復(fù)進(jìn)行多次以確定同一個(gè)彈性碰撞后兩小球的落點(diǎn)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=

1

2

mv²可得v=

2gh

，所以每次必需讓a球從同一高處?kù)o止釋放滾下．
（3）要驗(yàn)證m_av₀=m_av₁+m_bv_b
由于碰撞前后入射球和靶球從同一高度同時(shí)做平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)h=

1

2

gt²可得兩球做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相同，故有可驗(yàn)證
m_av₀t=m_av₁t+m_bv_bt
而v₀t=0P，v₁t=OM，v₂t=ON，故只需驗(yàn)證m_aOP=m_aOM+m_bON
所以要測(cè)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(cè)量?jī)晌矬w平拋時(shí)水平方向的位移即線段OP、OM和ON的長(zhǎng)度，故需要刻度尺．
（4）由（3）的解析可知實(shí)驗(yàn)中需測(cè)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(zhǎng)度．
（5）由（3）的解析可知若該碰撞過(guò)程中動(dòng)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?kù)o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(zhǎng)度；
（5）m_aOP=m_aOM+m_bON．

點(diǎn)評(píng)：由于運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相同，故用勻速直線運(yùn)動(dòng)的位移代替運(yùn)動(dòng)的速度這一技巧運(yùn)動(dòng)要注意掌握．