Question

18．如圖所示為實驗室中驗證動量守恒的實驗裝置示意圖，試回答下列問題：
（1）實驗要求入射小球質(zhì)量m₁＞被碰小球質(zhì)量m₂，入射小球半徑r₁=被碰小球半徑r₂（填“＜、=或＞”）；
（2）安裝斜槽時要求末端切線水平；
（3）每次釋放小球 m₁必須從斜槽上由同一位置由靜止?jié)L下；
（4）為完成此實驗，必需的測量工具是天平、刻度尺，驗證兩小球碰撞前后動量守恒的關(guān)系式為m_AOP=m_AOM+m_BO′N（用m₁、m₂及圖中字母表示）．

Answer 1

分析 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；根據(jù)動量守恒定律求出實驗需要驗證的表達式．

解答 解：（1）為防止兩球碰撞后，入射球反彈，入射球的質(zhì)量應(yīng)大于被碰球的質(zhì)量，即：入射小球A與被碰小球B的質(zhì)量大小應(yīng)滿足m_A大于m_B；為了讓兩小球發(fā)生對心碰撞，應(yīng)保證兩小球的半徑相同；
（2）為了保證小球做平拋運動，須調(diào)整斜槽槽口末端切線水平．
（3）為了讓入射小球每次到達斜槽末端的速度相同，應(yīng)讓小球每次由同一位置由靜止?jié)L下；
（4）兩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，
如果碰撞過程動量守恒，則m_Av₁=m_Av₁′+m_Bv₂′，兩邊同時乘以t得：m_Av₁t=m_Av₁′t+m_Bv₂′t，
m_AOP=m_AOM+m_BO′N，實驗需要測出小球質(zhì)量、小球的水平位移，測質(zhì)量需要天平，測水平位移需要刻度尺，
故答案為：（1）＞；=； （2）末端切線水平；（3）由同一位置由靜止；（4）天平、刻度尺；m_AOP=m_AOM+m_BO′N

點評 本題主要考查了“驗證動量守恒定律”的實驗的原理及要求以及數(shù)據(jù)處理等基礎(chǔ)知識，難度不大，屬于基礎(chǔ)題，是考查基礎(chǔ)知識的好題．