Question

2．為了驗(yàn)證碰撞中的動(dòng)量守恒，某同學(xué)選取了兩個(gè)體積相同、質(zhì)量不相等的小球，按下述步驟做了如下實(shí)驗(yàn)：
①用天平測(cè)出兩個(gè)小球的質(zhì)量（分別為入射球m₁、靶球m₂）；
②按照如右圖所示的那樣，安裝好實(shí)驗(yàn)裝置．將斜槽PQR固定在桌邊，使斜槽的末端的切線沿水平方向．
③先不放小球m₂，讓小球m₁從斜槽頂端G處由靜止開始滾下，記下小球在水平面上的落點(diǎn)位置．
④將小球m₂放在斜槽前端邊緣處，保持讓小球m₁從斜槽頂端G處由靜止開始滾下，使它們發(fā)生碰撞，分別記下小球m₁和m₂在水平面上的落點(diǎn)位置．
⑤用毫米刻度尺量出各個(gè)落點(diǎn)位置到斜槽末端點(diǎn)R正下方o點(diǎn)的距離．圖中M、P、N點(diǎn)是該同學(xué)記下小球在斜面上的落點(diǎn)位置，到o點(diǎn)的距離分別為OM、OP、ON．
根據(jù)該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)，回答下列問題：
（1）為減小誤差，兩球的質(zhì)量關(guān)系應(yīng)滿足入射球m₁大于靶球m₂（填大于、等于、小于）
（2）步驟③、④存在的共性問題是多次釋放小球取平均落點(diǎn)．
（3）用測(cè)得的物理量來表示，只要滿足關(guān)系式m₁OP=m₁OM+m₂ON，則說明碰撞中動(dòng)量守恒的．

Answer 1

分析 明確驗(yàn)證動(dòng)量守恒實(shí)驗(yàn)的基本原理和方向；明確減小誤差的方法；并能根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律求出兩小球的速度表達(dá)式，再由動(dòng)量守恒定律即可列出對(duì)應(yīng)的表達(dá)式．

解答 解：（1）為了防止A球出現(xiàn)反彈現(xiàn)象，入射球的質(zhì)量應(yīng)大于靶球的質(zhì)量；
（2）為了準(zhǔn)確找出落點(diǎn)，應(yīng)讓小球多次由同一位置釋放，最后取平均落點(diǎn)即可；
（3）小球離開軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)，由于小球拋出點(diǎn)的高度相同，它們?cè)诳罩械倪\(yùn)動(dòng)時(shí)間t相等，
它們的水平位移x與其初速度成正比，可以用小球的水平位移代替小球的初速度，
若兩球相碰前后的動(dòng)量守恒，則m₁v₀=m₁v₁+m₂v₂，又OP=v₀t，OM=v₁t，ON=v₂t，
代入得：m₁OP=m₁OM+m₂ON
故答案為：（1）大于；（2）多次釋放小球取平均落點(diǎn)；（3）m₁OP=m₁OM+m₂ON

點(diǎn)評(píng) 對(duì)于驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)，需要知道實(shí)驗(yàn)原理，能根據(jù)動(dòng)量守恒定律與平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律求出實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證的表達(dá)式是正確答題的前提與關(guān)鍵．