Question

19．如图为研究碰撞中动量守恒的实验装置，实验时两小球的质量分别为m₁和m₂，半径为r₁和r₂，则应满足m₁＞m₂，r₁=r₂，（填“＜”、“=”或“＞”），某次实验得出小球的落点情况如图，假设碰撞动量守恒，则碰撞小球质量m₁和被碰小球质量m₂之比m₁：m₂=4：1．

Answer 1

分析 明确实验原理，根据平抛运动的规律分析两球的半径以及质量关系，再根据落点规律分析两小球的质量之比．

解答 解：为了防止入射小球发生反弹，应用质量大的小球去碰质量小的小球；同时为了发生正碰，应让两小球的半径大小相等；
由图可知，碰前的距离为：x₀=25.5cm；，碰后入射球的平抛距离为x₁=15.5cm；碰后被碰球的水平位移为x₂=41.1-1.1=40cm；
因平抛运动中时间相等，则可知，v=$\frac{x}{t}$
则根据动量守恒定律可知：m₁v₀=m₁v₁+m₂v₂
则可知：m₁x₀=m₁x₁+m₂x₂
解得：$\frac{{m}_{1}}{{m}_{2}}$=$\frac{4}{1}$；
故答案为：＞；=；4：1

点评 本题关键明确实验原理是通过平抛运动将表达式m₁v₁+m₂v₂=m₁v₁′+m₂v₂′的验证转化为利用质量与位移的乘积进行分析，同时要注意明确两球的水平距离的确定，明确被碰小球的水平距离应减去球的直径．