Question

【題目】如圖所示，在做“碰撞中的動(dòng)量守恒”的實(shí)驗(yàn)中，所用鋼球質(zhì)量m1，玻璃球的質(zhì)量為m2，兩球的半徑均為r。實(shí)驗(yàn)時(shí)，鋼球從斜槽上同一位置由靜止釋放，玻璃球置于小支柱上（設(shè)兩球碰撞為彈性碰撞，小支柱不影響鋼球的運(yùn)動(dòng)）。某同學(xué)重復(fù)10次實(shí)驗(yàn)得到如下圖所示的記錄紙，其中O是斜槽末端的投影點(diǎn)。回答下列問(wèn)題：

（1）P點(diǎn)為_________________落點(diǎn)，M點(diǎn)為___________落點(diǎn)，N為________落點(diǎn)；

（2）安裝和調(diào)整實(shí)驗(yàn)裝置的兩個(gè)主要要求是：______________________________。

測(cè)量得OM=x1，OP=x2，ON=x3，則要驗(yàn)證的動(dòng)量守恒關(guān)系式為（用題中所給相關(guān)符號(hào)表示）：_______________。

Answer 1

【答案】 沒(méi)放玻璃球時(shí)，鋼球的平均落點(diǎn)或鋼球單獨(dú)滾下時(shí)的平均落點(diǎn) 碰撞后，鋼球的平均落點(diǎn) 碰撞后，玻璃球的平均落點(diǎn) 斜槽末端保持水平，碰撞時(shí)兩球球心在同一水平線上

【解析】（1）入射小球和被碰小球相撞后，被碰小球的速度增大，入射小球的速度減小，碰前碰后都做平拋運(yùn)動(dòng)，高度相同，落地時(shí)間相同，所以P點(diǎn)是沒(méi)放玻璃球時(shí)，鋼球的平均落地點(diǎn)，M點(diǎn)是碰后鋼球的平均落地點(diǎn)，N點(diǎn)為碰后被碰玻璃球的平均落地點(diǎn)。

（2）為了保證小球做平拋運(yùn)動(dòng)，安裝軌道時(shí)，軌道末端必須水平．否則會(huì)引起誤差；為了發(fā)生對(duì)心碰撞，兩球的直徑需相同且在同一高度，否則會(huì)引起誤差。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： ，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， ，由此表達(dá)式為： 。