20.用如圖所示的裝置,來驗(yàn)證碰撞過程中的動(dòng)量守恒.O點(diǎn)是水平槽末端在記錄紙上的垂直投影點(diǎn).經(jīng)過如下步驟:
(Ⅰ)先使A球從斜槽上固定位置G由靜止釋放,在水平地面的記錄紙上留下落點(diǎn)痕跡.重復(fù)多次.
(Ⅱ)再把B球放在槽的末端,讓A球仍從位置G由靜止釋放,與B球碰撞,碰后A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點(diǎn)痕跡,重復(fù)多次.

(1)本實(shí)驗(yàn)要求小球A的質(zhì)量和B的質(zhì)量滿足mA>mB(填>,<或=)
(2)步驟I)中沒有B球時(shí),A下落的地點(diǎn)是N(填M,N或P)
(3)如果碰撞過程中動(dòng)量守恒,則物理量mA、mB、OM、ON、OP滿足mA•ON=mA•OM+mB•OP.
(4)實(shí)驗(yàn)必須滿足的條件是ACD
A.軌道末端的切線必須是水平的
B.斜槽必須光滑
C.入射球A每次必須從同一高度滾下
D.入射球A和被碰球B的球心在碰撞瞬間必須在同一高度.

分析 (1)驗(yàn)證碰撞過程中的動(dòng)量守恒實(shí)驗(yàn),入射球的質(zhì)量應(yīng)大于被碰球的質(zhì)量.
(2)在做“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中,是通過平拋運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律求解碰撞前后的速度的,所以要保證每次小球都做平拋運(yùn)動(dòng),則軌道的末端必須水平.根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律即可確定應(yīng)驗(yàn)證的表達(dá)式,同時(shí)明確注意事項(xiàng).

解答 解:(1)為了防止A球反彈,入射球的質(zhì)量必須大于被碰球的質(zhì)量.
(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可知,用質(zhì)量較大的球去碰質(zhì)量較小的球,則碰后,被碰球的速度一定大于入射球的速度,而入射球速度一定要減小,因此不放被碰球B時(shí),A球應(yīng)落到N點(diǎn);
(3)需要驗(yàn)證動(dòng)量守恒表達(dá)式為:m1•v1=m1•v1′+m2•v2
因兩球做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相同,故:m1•v1•t=m1•v1′•t+m2•v2′•t
則有:mA•ON=mA•OM+mB•OP
(4)A、為了使小球做平拋運(yùn)動(dòng),軌道末端必須水平,故A正確;
B、只要每次加速的環(huán)境完全相同即可,不需加速軌道光滑,故B錯(cuò)誤;
C、為了保證小球每次平拋的初速度相同,每次入射小球必須從同一高度由靜止釋放,故C正確;
D、為了保證兩小球碰后速度均只在水平方向,故要求兩球應(yīng)為對(duì)心碰撞,故兩球的球心高度應(yīng)相同,故D正確.
故答案為:(1)>;(2)N;(3)mA•ON=mA•OM+mB•OP;(4)ACD

點(diǎn)評(píng) 在驗(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,同時(shí)明確動(dòng)量守恒定律的基本應(yīng)用.

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