Question

在做“验证动量守恒定律”实验时，入射球A的质量为m₁，被碰球B的质量为m₂，小球的直径为d，各小球的落地点如图所示．
（1）入射球A与被碰球B直径相同，均为d，它们的质量相比较，应该是m₁

＞

m₂（ 填“＜”或“＞”或“=”）   
（2）为了保证小球做平抛运动，必须调整斜槽使

其末端切线水平

（3）继续实验步骤为：
A．在地面依次铺白纸和复写纸
B．确定重锤对应点O
C．不放球B，让球A从斜槽滑下，确定它落地点位置P
D．把球B放在立柱上，让球A斜槽滑下，与B正碰后，确定球A、B落地点位置M、N
E．用刻度尺量出OM、OP、ON的长度，分别记做L_OM、L_OP、L_ON
F．看m₁ L_OM+m₂ L_ON 与m₁ L_OP是否相等，以验证动量守恒
上述步骤有几步不完善或有错误，请指出并写出相应的正确步骤．

D选项中，球a应从与C项相同高度滑下；
E选项中，P、M、N点应该是多次实验落地点的平均位置．
F选项中，应看m₁L_OM+m₂（L_ON-d）与m₁L_OP是否相等

．

Answer 1

分析：（1）为了保证碰撞前后使入射小球的速度方向不变，故必须使入射小球的质量大于被碰小球的质量．
（2）为了保证小球做平抛运动，所以必须使斜槽的末端切线水平．
（3）为了保证每次小球运动的情况相同，故应该让入射小球a每次从同一位置滚下．本题要验证动量守恒定律定律即m₁v₀=m₁v₁+m₂v₂，故需验证m₁ L_OM+m₂ （L_ON-d）与m₁ L_OP是否相等．

解答：解：（1）在小球碰撞过程中水平方向动量守恒定律故有m₁v₀=m₁v₁+m₂v₂
在碰撞过程中动能守恒，故有

1

2

m₁v₀²=

1

2

m₁v₁²+

1

2

m₂v₂²
解得v₁=

m1-m2

m1+m2

v0
要碰后入射小球的速度v₁＞0，即m₁-m₂＞0，
故答案为：＞．
（2）要小球做平抛运动，则斜槽的末端必须水平．
故答案为；其末端切线水平．
（3）ABC选项都正确．
 D选项中，球a 应从与C项相同高度滑下；
 E选项中，P、M、N点应该是多次实验落地点的平均位置．
F选项中，应看m₁ L_OM+m₂ （L_ON-d）与m₁ L_OP是否相等

点评：本实验的一个重要的技巧是入射球和靶球从同一高度作平抛运动并且落到同一水平面上，故下落的时间相同，所以在实验的过程当中把本来需要测量的速度改为测量平抛过程当中水平方向发生的位移，可见掌握了实验原理才能顺利解决此类题目．