Question

2．某同學(xué)用圖甲所示裝置結(jié)合頻閃照片來探究碰撞中的不變量．經(jīng)過多次實驗，該同學(xué)猜想碰撞前后物體的質(zhì)量和速度的乘積之和是不變的．
步驟1：用天平測出A、B兩個小球的質(zhì)量m_A和m_B，并且保證m_A＞m_B；
步驟2：安裝好實驗裝置，使斜槽的末端所在的平面保持水平；
步驟3：先不在斜槽的末端放小球B，讓小球A從斜槽上某位置P由靜止開始釋放，小球離開斜槽后，用頻閃照相記錄下小球A兩個時刻的位置（如圖乙所示）；
步驟4：將小球B放在斜槽的末端，讓小球A從位置P處由靜止開始釋放，使它們碰撞，用頻閃照相記錄下兩個小球在兩個時刻的位置（如圖丙所示）；
步驟5：直接測量需要的物理量，根據(jù)測量得到的數(shù)據(jù)，驗證自己的猜想．
請回答：
（1）在步驟5中，該同學(xué)需要在照片中直接測量的物理量有x₀、x_A、x_B；（選填“x₀、y₀、x_A、y_A、x_B、y_B”）
（2）用實驗中測量的物理量來表示該同學(xué)的猜想結(jié)果：m_Ax₀=m_Ax_A+m_Bx_B．

Answer 1

分析 明確實驗原理，知道實驗中動量守恒定律的應(yīng)用，同時分析題意，利用平拋運(yùn)動的規(guī)律分析求解水平速度的基本方法，從而得出應(yīng)驗證的表達(dá)式．

解答 解：要驗證動量守恒，則應(yīng)保證：m_Av₀=m_Av_A+m_Bv_B；
根據(jù)題意可知，本實驗中采用頻閃照相的方式，因此對應(yīng)的兩位置間的時間間隔相等，設(shè)時間為t，則根據(jù)水平位移即可求得碰后的水平速度，因此只需要測量對應(yīng)的水平位移即可；故需要測量的物理量為：x₀、x_A、x_B；根據(jù)水平方向的運(yùn)動規(guī)律，利用速度公式可得：
v₀=$\frac{x_{0}{t}$，
v_A=$\frac{x_{A}{t}$，
v_B=$\frac{x_{B}{t}$，
代入可得：m_Ax₀=m_Ax_A+m_Bx_B
因此只需要驗證上式即可證明碰撞中動量守恒；
故答案為：（1）x₀、x_A、x_B；（2）m_Ax₀=m_Ax_A+m_Bx_B

點評 本題考查驗證動量守恒定律的實驗，要注意明確實驗原理，能根據(jù)平拋運(yùn)動規(guī)律分析求解水平速度是解題的關(guān)鍵．