Question

18．某同學(xué)用兩個(gè)小球的碰撞來驗(yàn)證動量守恒定律，如圖所示
（1）實(shí)驗(yàn)中需要的測量儀器或工具有天平，刻度尺，圓規(guī)．
（2）入射球質(zhì)量m₁，半徑r₁和被碰球質(zhì)量m₂，半徑r₂的大小應(yīng)滿足的條件是m₁＞m₂，r₁=r₂．
（3）入射球單獨(dú)滾下時(shí)離開斜槽后的水平位移是oB，入射球碰撞后的水平位移是oA，被碰球的水平位移是o'C．圖OO′的長度等于2r，如果實(shí)驗(yàn)滿足m₁OP=m₁OM+m₂（ON-2r），，則說明碰撞中動量守恒．

Answer 1

分析 （1）明確實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)方法，從而分析應(yīng)需要的實(shí)驗(yàn)儀器；
（2）驗(yàn)證碰撞過程中的動量守恒實(shí)驗(yàn)，入射球的質(zhì)量應(yīng)大于被碰球的質(zhì)量，同時(shí)為了實(shí)現(xiàn)對心碰撞，應(yīng)保證兩球半徑相同；
（3）由于兩球從同一高度下落，故下落時(shí)間相同，所以水平向速度之比等于兩物體水平方向位移之比，然后根據(jù)動量守恒列方程即可求解．

解答 解：（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可知，實(shí)驗(yàn)中需要測量平拋距離，故需要用到刻度尺； 同時(shí)需要測量小球質(zhì)量，故需要天平，同時(shí)為了確定落點(diǎn)，故應(yīng)用到圓軌；
（2）在“驗(yàn)證碰撞中的動量守恒”實(shí)驗(yàn)中，為防止被碰球碰后反彈，入射球的質(zhì)量必須遠(yuǎn)大于被碰球的質(zhì)量，同時(shí)為了實(shí)現(xiàn)對心碰撞，應(yīng)讓兩球的半徑相同．
（3）入射球單獨(dú)滾下時(shí)離開斜槽后的水平位移是 oB，入射球碰撞后的水平位移是 oA，被碰球的水平位移是o'C．圖OO′的長度等于球的直徑2r，小球粒子軌道后做平拋運(yùn)動，它們拋出點(diǎn)的高度相同，在空中的運(yùn)動時(shí)間t相等，
m₁v₁=m₁v₁′+m₂v₂′，兩邊同時(shí)乘以時(shí)間t，則m₁v₁t=m₁v₁′t+m₂v₂′t，
則有：
m₁OP=m₁OM+m₂（ON-2r）
故答案為：（1）天平； 刻度尺； 圓規(guī)； （2）m₁＞m₂； r₁=r₂； （3）oB；oA； o'C；2r；m₁OP=m₁OM+m₂（ON-2r）

點(diǎn)評 本題考查驗(yàn)證動量守恒定律的實(shí)驗(yàn)，要注意明確實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)方法，要注意兩小球的拋出點(diǎn)不同，故在分析水平距離時(shí)要注意明確拋出點(diǎn)的位置，從而正確確定水平位移．