Question

利用如圖的裝置可以驗證動量守恒定律．
①下面是一系列的操作，其中不必要的操作是：

DE

（填序號）
A．在桌邊固定斜槽，使它的末端切線水 平，在末端點掛上重垂線，并在地面已經(jīng)鋪好的紙上記錄重垂線所指位置O點；
B．用天平稱出兩球的質(zhì)量m_A和m_B；
C．用刻度尺測出球的直徑d（兩球直徑相等），在紙上標出O′點；
D．測出A球釋放位置的高度h；
E．測出桌面離地面的高度H；
F．不放置被碰小球B，讓小球A從某點自由滾下，重復多次后記錄落地點平均位置P；
G．調(diào)節(jié)斜槽末端右側的小支柱，使其與斜槽末端等高，且距離等于球的直徑，在小支柱上安放被碰小球B，讓小球A從同一點自由滾下，重復多次后記錄兩球落地點平均位置M和N；
H．用米尺測量OP、OM、O′N的距離．
②實驗中兩球質(zhì)量的關系應為m_A

＞

m_B（填“＜”、“=”或“＞”）．
③若動量守恒，則有關線段應滿足的關系式為

m_AOP=m_AOM+m_BO′N

．

Answer 1

分析：①在做“驗證動量守恒定律”的實驗中，是通過平拋運動的基本規(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動，則軌道的末端必須水平；兩球相碰時，球心需在同一高度上，通過確定小球的落地點的平均位置確定水平位移．
②為防止被碰球碰撞后反彈，入射球質(zhì)量應大于被碰球質(zhì)量．
③根據(jù)動量守恒條件與實驗所測量的量推導出需要驗證的表達式．

解答：解：①驗證兩球碰撞過程的動量守恒，小球離開軌道后做平拋運動，軌道末端必須水平，小球每次釋放的高度應相同，小球做平拋運動的高度相等，在空中的運動時間相等，它的水平位移與初速度成正比，可以用小球的水平位移代替初速度，實驗時需要測出兩球的質(zhì)量、小球的水平位移；
A、在桌邊固定斜槽，使它的末端切線水 平，在末端點掛上重垂線，并在地面已經(jīng)鋪好的紙上記錄重垂線所指位置O點，A正確；
B．用天平稱出兩球的質(zhì)量m_A和m_B，B正確；
C．用刻度尺測出球的直徑d（兩球直徑相等），在紙上標出O′點，C正確；
D．測出A球釋放位置的高度h，實驗不需要測球的釋放高度，只要保證每次釋放小球的高度相等即可，故C錯誤；
E．測出桌面離地面的高度H，實驗只需要測球的水平位移，不需要測高度H，故D錯誤；
F．不放置被碰小球B，讓小球A從某點自由滾下，重復多次后記錄落地點平均位置P，F(xiàn)正確；
G．調(diào)節(jié)斜槽末端右側的小支柱，使其與斜槽末端等高，且距離等于球的直徑，在小支柱上安放被碰小球B，讓小球A從同一點自由滾下，重復多次后記錄兩球落地點平均位置M和N，G正確；故選DE．
②為防止兩球碰撞后，入射球反彈，入射球的質(zhì)量應大于被碰球的質(zhì)量，即：m_A＞m_B．
③要驗證動量守恒定律定律，即驗證：m_Av₁=m_Av₂+m_Bv₃，小球離開軌道后做平拋運動，它們拋出點的高度相等，在空中的運動時間t相等，
上式兩邊同時乘以t得：m_Av₁t=m_Av₂t+m_Bv₃t，得：m_AOP=m_AOM+m_BO′N．
故答案為：①DE；②＞；③m_AOP=m_AOM+m_BO′N．

點評：本題主要考查了“驗證動量守恒定律”的實驗的原理及注意事項等基礎知識，驗證動量守恒定律中，要學會在相同高度下，用水平射程來間接測出速度的方法，難度不大，屬于基礎題