Question

8．如圖所示是已經(jīng)調(diào)整好的探究動量守恒定律的裝置，A、B是直徑為d，質(zhì)量分別為m₁和m₂的兩個小球，且m₁＞m₂．
（1）為完成本實(shí)驗(yàn)，下列哪些器材是必須的BCD．
A．秒表　　　　　B．刻度尺　　　　　C．天平　　　　　D．復(fù)寫紙
（2）圖中的M、P、N是按照正確的步驟所得的小球落地的平均位置點(diǎn)，則入射小球A單獨(dú)下滑時，落地點(diǎn)是P點(diǎn)，與小球B碰后，入射小球A的落地點(diǎn)是M點(diǎn)．
（3）量出M、P、N和O點(diǎn)的距離L₁、L₂、L₃，請寫出驗(yàn)證動量守恒定律的表達(dá)式m₁L₂=m₁L₁+m₂（L₃-d）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)動量守恒定律的實(shí)驗(yàn)原理分析需要的儀器；
（2）結(jié)合平拋運(yùn)動的特點(diǎn)，與碰撞前后的速度的大小關(guān)系即可判斷出各落點(diǎn)位置；
（3）實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證兩個小球系統(tǒng)碰撞過程動量守恒，即要驗(yàn)證m₁v₁=m₁v₁′+m₂v₂，可以通過平拋運(yùn)動將速度的測量轉(zhuǎn)化為水平射程的測量；

解答 解：（1）在該實(shí)驗(yàn)中需要測量小球的質(zhì)量以及小球的水平位移，需要的測量儀器是天平、刻度尺．為了能讓小球在落地留下痕跡，需要用到復(fù)寫紙；
故選：BCD；
（2）入射小球A單獨(dú)下滑時，落地點(diǎn)是P點(diǎn)；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)．
（3）碰撞過程中，如果水平方向動量守恒，由動量守恒定律得：m₁v₁=m₁v₁′+m₂v₂，
小球做平拋運(yùn)動時拋出點(diǎn)的高度相等，它們在空中的運(yùn)動時間t相等，兩邊同時乘以時間t，
m₁v₁t=m₁v₁′t+m₂v₂t
得：m₁OP=m₁OM+m₂ON；
變形可得：m₁L₂=m₁L₁+m₂（L₃-d）
故答案為：（1）BCD；（2）P，M；（3）m₁L₂=m₁L₁+m₂（L₃-d）

點(diǎn)評 實(shí)驗(yàn)注意事項：（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運(yùn)動，碰撞之后還沿這條直線運(yùn)動．（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．