Question

8．在實(shí)驗(yàn)室里為了驗(yàn)證動量守恒定律，一般采用如圖甲、乙兩種裝置：

（1）若采用乙裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以下所提供的測量工具中必需的是：AB
A．直尺       B．天平      C．彈簧秤      D．秒表
（2）設(shè)入射小球的質(zhì)量為m₁，被碰小球的質(zhì)量為m₂，則在用甲裝置實(shí)驗(yàn)時(shí)（P為碰前入射小球落點(diǎn)的平均位置），所得“驗(yàn)證動量守恒定律”的結(jié)論為（用裝置中的字母表示）m₁OP=m₁OM+m₂ON．

Answer 1

分析 （1）求出需要驗(yàn)證的表達(dá)式，根據(jù)表達(dá)式確定需要測量的量，讓后選擇實(shí)驗(yàn)器材．
（2）根據(jù)動量守恒定律與圖示實(shí)驗(yàn)情景確定需要驗(yàn)證的表達(dá)式．

解答 解：（1）小球離開軌道后做平拋運(yùn)動，由h=$\frac{1}{2}$gt²得小球做平拋運(yùn)動的時(shí)間t=$\sqrt{\frac{2h}{g}}$，由于小球做平拋運(yùn)動時(shí)拋出點(diǎn)的高度h相同，則它們在空中的運(yùn)動時(shí)間t相等，驗(yàn)證碰撞中的動量守恒，需要驗(yàn)證：m₁v₁=m₁v₁′+m₂v₂，則：m₁v₁t=m₁v₁′t+m₂v₂t，得m₁x₁=m₁x₁′+m₂x₂，由圖所示可知，需要驗(yàn)證：m₁OP=m₁OM+m₂O′N，
因此實(shí)驗(yàn)需要測量的量有：①入射小球的質(zhì)量，②被碰小球的質(zhì)量，③入射小球碰前平拋的水平位移，④入射小球碰后平拋的水平位移，⑤被碰小球碰后平拋的水平位移，測量水平位移需要用直尺，測質(zhì)量需要天平，因此需要的實(shí)驗(yàn)器材是AB．
（2）由（1）可知，實(shí)驗(yàn)需要驗(yàn)證：m₁OP=m₁OM+m₂O′N．
故答案為：（1）AB；（2）m₁OP=m₁OM+m₂O′N．

點(diǎn)評 本題考查驗(yàn)證動量守恒的實(shí)驗(yàn)；本題是運(yùn)用等效思維方法，平拋時(shí)間相等，用水平位移代替初速度，這樣將不便驗(yàn)證的方程變成容易驗(yàn)證．