Question

如图所示为“碰撞中的动量守恒”实验装置示意图．
（1）入射小球1与被碰小球2直径相同，均为d，它们的质量相比较，应是
m₁

 

m₂．
（2）不放小球2，让球1从滑槽的G点由静止滚下，平抛后落点为

 

．
（3）放上球2，让球1从滑槽的G点由静止滚下，碰撞后分别平抛，球1的落点为

 

．球2的落点为

 

．
（4）看

 

和

 

是否相等，以验证动量守恒．

Answer 1

分析：（1）为防止两球碰撞后入射球反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量．
（2）（3）根据图示情景分析判断球的落点位置．
（4）根据实验测量的量与动量守恒定律分析答题．

解答：解：（1）为防止两球碰撞后入射球反向弹回，入射球的质量应大于被碰球的质量，即：m₁＞m₂．
（2）由图示可知，不放小球2，让球1从滑槽的G点由静止滚下，平抛后落点为P．
（3 ）由图示可知，放上球2，让球1从滑槽的G点由静止滚下，碰撞后分别平抛，球1的落点为M．球2的落点为N．
（4）小球离开轨道后做平抛运动，抛出点的高度相等，它们在空中的运动时间t相等，
如果碰撞过程动量守恒，则m₁v₁=m₁v₁′+m₂v₂，两边同时乘以时间t得：m₁v₁t=m₁v₁′t+m₂v₂t，
则m₁?OP=m₁?OM+m₂?ON，因此实验时，看m₁OM+m₂ON与m₁?OP是否相等，可以验证动量守恒．
故答案为：（1）＞；（2）P；（3）M；N；（4）m₁OM+m₂ON；m₁?OP．

点评：本题是运用等效思维方法，平抛时间相等，用水平位移代替初速度，这样将不便验证的方程变成容易验证．关键知道实验的原理，以及知道实验中所注意的事项．