Question

用如圖所示的裝置進行驗證動量守恒的實驗，其部分操作步驟有：
（1）先測出滑塊A、B的質量M、m及滑塊與桌面的動摩擦因數μ，查出當地的重力加速度g；
（2）用細線將滑塊A、B連接，使A、B間的彈簧處于壓縮狀態(tài)，滑塊B緊靠在桌邊；
（3）剪斷細線，測出滑塊B做平拋運動落地時的水平位移為s₁，滑塊A沿桌面滑行距離為s₂．
寫出還須測量的物理量及表示它的字母

桌面離地面的高度h

如果動量守恒，須滿足的關系是

M

2μgs2

=ms1

g 2h

．

Answer 1

分析：要驗證動量守恒，就需要知道細線剪斷前后的動量，所以要測量兩個滑塊的質量及剪斷細線后兩滑塊的速度，剪斷細線后B做平拋運動，要求B的初速度，需要知道運動的高度和水平距離，A做勻減速運動，根據運動學基本公式求解速度．

解答：解：剪斷細線后B做平拋運動，要求B的初速度，需要知道運動的高度和水平距離，所以還需要測量桌面離地面的高度h；
如果動量守恒，則剪斷細線前后動量相等，剪斷前兩滑塊速度都為零，所以總動量為零，
剪斷后，B做平拋運動，t=

2h g

，vB=

s1

t

=s1

g 2h

A做勻減速直線運動，根據動能定理得：

1

2

Mv_A²=μMgs₂，解得：v_A=

2μgs2

所以必須滿足的關系為Mv_A=mv_B
帶入數據得：M

2μgs2

=ms1

g 2h

故答案為：桌面離地面的高度h；M

2μgs2

=ms1

g 2h

點評：本題要求同學們知道剪斷細線后兩滑塊的運動情況，B做平拋運動，而A做勻減速直線運動，要求B的速度時需要知道B運動的時間，難度適中．