Question

18．某同学用两个小球的碰撞来验证动量守恒定律，如图所示
（1）实验中需要的测量仪器或工具有天平，刻度尺，圆规．
（2）入射球质量m₁，半径r₁和被碰球质量m₂，半径r₂的大小应满足的条件是m₁＞m₂，r₁=r₂．
（3）入射球单独滚下时离开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．图OO′的长度等于2r，如果实验满足m₁OP=m₁OM+m₂（ON-2r），，则说明碰撞中动量守恒．

Answer 1

分析 （1）明确实验原理和实验方法，从而分析应需要的实验仪器；
（2）验证碰撞过程中的动量守恒实验，入射球的质量应大于被碰球的质量，同时为了实现对心碰撞，应保证两球半径相同；
（3）由于两球从同一高度下落，故下落时间相同，所以水平向速度之比等于两物体水平方向位移之比，然后根据动量守恒列方程即可求解．

解答 解：（1）根据实验原理可知，实验中需要测量平抛距离，故需要用到刻度尺； 同时需要测量小球质量，故需要天平，同时为了确定落点，故应用到圆轨；
（2）在“验证碰撞中的动量守恒”实验中，为防止被碰球碰后反弹，入射球的质量必须远大于被碰球的质量，同时为了实现对心碰撞，应让两球的半径相同．
（3）入射球单独滚下时离开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．图OO′的长度等于球的直径2r，小球粒子轨道后做平抛运动，它们抛出点的高度相同，在空中的运动时间t相等，
m₁v₁=m₁v₁′+m₂v₂′，两边同时乘以时间t，则m₁v₁t=m₁v₁′t+m₂v₂′t，
则有：
m₁OP=m₁OM+m₂（ON-2r）
故答案为：（1）天平； 刻度尺； 圆规； （2）m₁＞m₂； r₁=r₂； （3）oB；oA； o'C；2r；m₁OP=m₁OM+m₂（ON-2r）

点评 本题考查验证动量守恒定律的实验，要注意明确实验原理和实验方法，要注意两小球的抛出点不同，故在分析水平距离时要注意明确抛出点的位置，从而正确确定水平位移．