16.某實(shí)驗(yàn)小組在進(jìn)行“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn).入射球與被碰球半徑相同.
①實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示.先不放B球,使A球從斜槽上某一固定點(diǎn)C由靜止?jié)L下,落到位于水平地面的記錄紙上留下痕跡.再把B球靜置于水平槽前端邊緣處,讓A球仍從 C處由靜止?jié)L下,A球和B球碰撞后分別落在記錄紙上留下各自落點(diǎn)的痕跡.記錄紙上的O點(diǎn)是重錘所指的位置,M、P、N分別為落點(diǎn)的痕跡.未放B球時(shí),A球落地點(diǎn)是記錄紙上的P點(diǎn).
②釋放多次后,取各落點(diǎn)位置的平均值,測(cè)得各落點(diǎn)痕跡到O點(diǎn)的距離:OM=13.10cm,OP=21.90cm,ON=26.04cm.用天平稱(chēng)得入射小球A的質(zhì)量m
1=16.8g,被碰小球B的質(zhì)量m
2=5.6g.若將小球質(zhì)量與水平位移的乘積作為“動(dòng)量”,請(qǐng)將下面的數(shù)據(jù)處理表格填寫(xiě)完整.
OP/m | OM/m | ON/m | 碰前總動(dòng)量p/kg•m | 碰后總勸量p′/kg•m | 相對(duì)誤差 |$\frac{{p}^{′}-p}{p}$|×100% |
0.2190 | 0.1310 | 0.2604 | 3.68×10-3 | 3.66×10-3 | 0.54% |
根據(jù)上面表格中的數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù),你認(rèn)為能得到的結(jié)論是:在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi),可認(rèn)為系統(tǒng)在碰前和碰后的動(dòng)量守恒.
③實(shí)驗(yàn)中可以將表達(dá)式m
1v
1=m
1v
1′+m
2v
2′轉(zhuǎn)化為m
1s
1=m
1s
1′+m
2s
2′來(lái)進(jìn)行驗(yàn)證,其中s
1、s
1′、s
2′為小球平拋的水平位移.可以進(jìn)行這種轉(zhuǎn)化的依據(jù)是D.(請(qǐng)選擇一個(gè)最合適的答案)
A.小球飛出后的加速度相同
B.小球飛出后,水平方向的速度相同
C.小球在空中水平方向都做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),水平位移與時(shí)間成正比
D.小球在空中水平方向都做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),又因?yàn)閺耐桓叨绕綊,運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同,所以水平位移與初速度成正比
④完成實(shí)驗(yàn)后,實(shí)驗(yàn)小組對(duì)上述裝置進(jìn)行了如圖2所示的改變:
(I)在木板表面先后釘上白紙和復(fù)寫(xiě)紙,并將木板豎直立于靠近槽口處,使小球A從斜槽軌道上某固定點(diǎn)C由靜止釋放,撞到木板并在白紙上留下痕跡O;
(Ⅱ)將木板向右平移適當(dāng)?shù)木嚯x固定,再使小球A從原固定點(diǎn)C由靜止釋放,撞到木板上得到痕跡P;
(Ⅲ)把半徑相同的小球B靜止放在斜槽軌道水平段的最右端,讓小球仍從固定點(diǎn)C由靜止開(kāi)始滾下,與小球B相碰后,兩球撞在木板上得到痕跡M和N;用刻度尺測(cè)量紙上O點(diǎn)到M、P、N三點(diǎn)的距離分別為y
1、y
2、y
3.請(qǐng)你寫(xiě)出用直接測(cè)理的物理量來(lái)驗(yàn)證兩球碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒的表達(dá)式:m
1$\sqrt{\frac{1}{{y}_{2}}}$=m
1$\sqrt{\frac{1}{{y}_{3}}}$+m
2$\sqrt{\frac{1}{{y}_{1}}}$.