Question

13．如圖所示的是驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖．
（1）入射小球1與被碰小球2直徑相同，它們的質(zhì)量相比較，應(yīng)是m₁大于m₂ （填“大于”、“等于”或“小于”）
（2）為了保證小球做平拋運(yùn)動(dòng)，必須調(diào)整斜槽，使使斜槽末端切線水平．
（3）繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，步驟如下：
A．在地面上一次鋪白紙和復(fù)寫紙
B．確定重錘線對(duì)應(yīng)點(diǎn)O；
C．不放球2，讓球1從斜槽上Q點(diǎn)靜止?jié)L下，并記下它的落點(diǎn)P；重復(fù)10次；
D．把球2放在斜槽的末端，讓球1從斜槽的Q點(diǎn)由靜止?jié)L下，與球2正碰后，記下它們的落地位置M、N；重復(fù)10次．
E．測(cè)量OM、ON、OP的長(zhǎng)度；
由實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)，如果滿足等式m₁OP=m₁OM+m₂ON，則驗(yàn)證動(dòng)量守恒．

Answer 1

分析 （1）為了保證碰撞前后使入射小球的速度方向不變，故必須使入射小球的質(zhì)量大于被碰小球的質(zhì)量．
（2）為了保證小球做平拋運(yùn)動(dòng)，所以必須使斜槽的末端切線水平．
（3）根據(jù)動(dòng)量守恒定律求出實(shí)驗(yàn)需要驗(yàn)證的表達(dá)式，然后根據(jù)表達(dá)式分析答題．

解答 解：（1）入射小球1與被碰小球2直徑相同，即d₁=d₂，為防止兩球碰撞后入射球反彈，入射球質(zhì)量應(yīng)大于被碰球質(zhì)量，即：m₁＞m₂．
（2）本實(shí)驗(yàn)中小球應(yīng)做平拋運(yùn)動(dòng)，則要小球做平拋運(yùn)動(dòng)，則斜槽的末端切線水平．
（3）兩球離開(kāi)軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)，它們拋出點(diǎn)的高度相等，在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t相等，如果碰撞過(guò)程動(dòng)量守恒，則有：
m₁v₁=m₁v₁′+m₂v₂′，
兩邊同時(shí)乘以t得：m₁v₁t=m₁v₁′t+m₂v₂′t，
即為：m₁OP=m₁OM+m₂ON；
故答案為：（1）大于：（2）使斜槽末端切線水平；（3）m₁OP=m₁OM+m₂ON

點(diǎn)評(píng) 題考查了驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律實(shí)驗(yàn)、一定要掌握．熟練掌握實(shí)驗(yàn)原理，明確實(shí)驗(yàn)中采用平拋運(yùn)動(dòng)來(lái)驗(yàn)證動(dòng)量守恒，要注意明確三小球下落高度相等，所以將公式中的速度轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的位移．