Question

15．用如圖所示裝置進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)：
（1）先測(cè)出滑塊A、B的質(zhì)量M、m及滑塊與桌面的動(dòng)摩擦因數(shù)μ，查出當(dāng)?shù)刂亓�加速度g；
（2）用細(xì)線將滑塊A、B連結(jié)，使A、B間的彈簧壓縮，滑塊B緊靠在桌邊；
（3）燒斷細(xì)線，測(cè)出滑塊B做平拋運(yùn)動(dòng)落地時(shí)的水平位移為s₁，滑塊A沿桌面滑行的距離為s₂．
為驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，寫出還需測(cè)量的物理量及表達(dá)它的字母桌面離地面的高度h．如果動(dòng)量守恒，須滿足的關(guān)系式是
$M\sqrt{2μg{s}_{2}}=m{s}_{1}\sqrt{\frac{g}{2h}}$．

Answer 1

分析 要驗(yàn)證動(dòng)量守恒，就需要知道細(xì)線剪斷前后的動(dòng)量，所以要測(cè)量?jī)蓚�(gè)滑塊的質(zhì)量及剪斷細(xì)線后兩滑塊的速度，剪斷細(xì)線后B做平拋運(yùn)動(dòng)，要求B的初速度，需要知道運(yùn)動(dòng)的高度和水平距離，A做勻減速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)基本公式求解速度

解答 解：剪斷細(xì)線后B做平拋運(yùn)動(dòng)，要求B的初速度，需要知道運(yùn)動(dòng)的高度和水平距離，所以還需要測(cè)量桌面離地面的高度h；
如果動(dòng)量守恒，則剪斷細(xì)線前后動(dòng)量相等，剪斷前兩滑塊速度都為零，所以總動(dòng)量為零，
剪斷后，B做平拋運(yùn)動(dòng)，t=$\sqrt{\frac{2h}{g}}$，${v}_{B}=\frac{{s}_{1}}{t}={s}_{1}\sqrt{\frac{g}{2h}}$
A做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)動(dòng)能定理得：$\frac{1}{2}$Mv_A²=μMgs₂，
解得：v_A=$\sqrt{2μg{s}_{2}}$
所以必須滿足的關(guān)系為：Mv_A=mv_B
帶入數(shù)據(jù)得：$M\sqrt{2μg{s}_{2}}=m{s}_{1}\sqrt{\frac{g}{2h}}$
故答案為：桌面離地面的高度h；$M\sqrt{2μg{s}_{2}}=m{s}_{1}\sqrt{\frac{g}{2h}}$

點(diǎn)評(píng) 本題要求同學(xué)們知道剪斷細(xì)線后兩滑塊的運(yùn)動(dòng)情況，B做平拋運(yùn)動(dòng)，而A做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，要求B的速度時(shí)需要知道B運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，難度適中．