Question

17．如圖所示是驗(yàn)證小球A、B正碰時(shí)動(dòng)量守恒的實(shí)驗(yàn)示意圖，實(shí)驗(yàn)中，P點(diǎn)是小球A單獨(dú)以水平速度平拋落地的著地點(diǎn)，N點(diǎn)和M點(diǎn)是A球正碰B球后，B球和A球的著地點(diǎn)．
①在該實(shí)驗(yàn)中，如果用小球的飛行時(shí)間作為時(shí)間單位，則小球飛出的水平距離在數(shù)值上就等于它的水平速度的大小；
②實(shí)驗(yàn)中為保證A球與B球碰撞時(shí)，不會(huì)被彈回，兩球的質(zhì)量關(guān)系應(yīng)是m_A＞m_B（填“＞”、“＜”或“=”）；
③驗(yàn)證A、B兩小球在碰撞前后總動(dòng)量守恒的關(guān)系式為m_AOP=m_AOM+m_BO′N(xiāo)．

Answer 1

分析 為防止小球反彈，要保證入射球質(zhì)量要大于被碰球質(zhì)量；
實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證兩個(gè)小球系統(tǒng)碰撞過(guò)程動(dòng)量守恒，即要驗(yàn)證m₁v₁=m₁v₁′+m₂v₂，可以通過(guò)平拋運(yùn)動(dòng)將速度的測(cè)量轉(zhuǎn)化為水平射程的測(cè)量．

解答 解：①根據(jù)位移表達(dá)式x=v₀t，當(dāng)飛行時(shí)間作為時(shí)間單位，則小球飛出的水平距離在數(shù)值上就等于它的水平速度的大��；
②為了保證入射小球不反彈，則入射小球的質(zhì)量大于被碰小球的質(zhì)量；即m_A＞m_B；
③放上被碰小球后小球a、b的落地點(diǎn)依次是圖中水平面上的M點(diǎn)和N點(diǎn)．
碰撞過(guò)程中，如果水平方向動(dòng)量守恒，由動(dòng)量守恒定律得：m_Av_A=m_Av_A′+m_Bv_B，
小球做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)拋出點(diǎn)的高度相等，它們?cè)诳罩械倪\(yùn)動(dòng)時(shí)間t相等，兩邊同時(shí)乘以時(shí)間t，
m_Av_At=m_Bv_B′t+m_Bv_Bt
得：m_AOP=m_AOM+m_BO′N(xiāo)
故答案為：①飛行；②＞； ③m_AOP=m_AOM+m_BO′N(xiāo)．

點(diǎn)評(píng) 實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：（1）前提條件：保證碰撞是一維的，即保證兩物體在碰撞之前沿同一直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，碰撞之后還沿這條直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)．（2）利用斜槽進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，入射球質(zhì)量要大于被碰球質(zhì)量，即m₁＞m₂，防止碰后m₁被反彈．