Question

如圖所示為“碰撞中的動量守恒”實驗裝置示意圖．
（1）入射小球1與被碰小球2直徑相同，均為d，它們的質量相比較，應是
m₁

 

m₂．
（2）不放小球2，讓球1從滑槽的G點由靜止?jié)L下，平拋后落點為

 

．
（3）放上球2，讓球1從滑槽的G點由靜止?jié)L下，碰撞后分別平拋，球1的落點為

 

．球2的落點為

 

．
（4）看

 

和

 

是否相等，以驗證動量守恒．

Answer 1

分析：（1）為防止兩球碰撞后入射球反彈，入射球的質量應大于被碰球的質量．
（2）（3）根據(jù)圖示情景分析判斷球的落點位置．
（4）根據(jù)實驗測量的量與動量守恒定律分析答題．

解答：解：（1）為防止兩球碰撞后入射球反向彈回，入射球的質量應大于被碰球的質量，即：m₁＞m₂．
（2）由圖示可知，不放小球2，讓球1從滑槽的G點由靜止?jié)L下，平拋后落點為P．
（3 ）由圖示可知，放上球2，讓球1從滑槽的G點由靜止?jié)L下，碰撞后分別平拋，球1的落點為M．球2的落點為N．
（4）小球離開軌道后做平拋運動，拋出點的高度相等，它們在空中的運動時間t相等，
如果碰撞過程動量守恒，則m₁v₁=m₁v₁′+m₂v₂，兩邊同時乘以時間t得：m₁v₁t=m₁v₁′t+m₂v₂t，
則m₁?OP=m₁?OM+m₂?ON，因此實驗時，看m₁OM+m₂ON與m₁?OP是否相等，可以驗證動量守恒．
故答案為：（1）＞；（2）P；（3）M；N；（4）m₁OM+m₂ON；m₁?OP．

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．關鍵知道實驗的原理，以及知道實驗中所注意的事項．