Question

20．用如圖所示的裝置，來驗證碰撞過程中的動量守恒．O點是水平槽末端在記錄紙上的垂直投影點．經(jīng)過如下步驟：
（Ⅰ）先使A球從斜槽上固定位置G由靜止釋放，在水平地面的記錄紙上留下落點痕跡．重復多次．
（Ⅱ）再把B球放在槽的末端，讓A球仍從位置G由靜止釋放，與B球碰撞，碰后A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點痕跡，重復多次．

（1）本實驗要求小球A的質(zhì)量和B的質(zhì)量滿足m_A＞m_B（填＞，＜或=）
（2）步驟I）中沒有B球時，A下落的地點是N（填M，N或P）
（3）如果碰撞過程中動量守恒，則物理量m_A、m_B、OM、ON、OP滿足m_A•ON=m_A•OM+m_B•OP．
（4）實驗必須滿足的條件是ACD
A．軌道末端的切線必須是水平的
B．斜槽必須光滑
C．入射球A每次必須從同一高度滾下
D．入射球A和被碰球B的球心在碰撞瞬間必須在同一高度．

Answer 1

分析 （1）驗證碰撞過程中的動量守恒實驗，入射球的質(zhì)量應大于被碰球的質(zhì)量．
（2）在做“驗證動量守恒定律”的實驗中，是通過平拋運動的基本規(guī)律求解碰撞前后的速度的，所以要保證每次小球都做平拋運動，則軌道的末端必須水平．根據(jù)平拋運動規(guī)律即可確定應驗證的表達式，同時明確注意事項．

解答 解：（1）為了防止A球反彈，入射球的質(zhì)量必須大于被碰球的質(zhì)量．
（2）根據(jù)實驗原理可知，用質(zhì)量較大的球去碰質(zhì)量較小的球，則碰后，被碰球的速度一定大于入射球的速度，而入射球速度一定要減小，因此不放被碰球B時，A球應落到N點；
（3）需要驗證動量守恒表達式為：m₁•v₁=m₁•v₁′+m₂•v₂′
因兩球做平拋運動的時間相同，故：m₁•v₁•t=m₁•v₁′•t+m₂•v₂′•t
則有：m_A•ON=m_A•OM+m_B•OP
（4）A、為了使小球做平拋運動，軌道末端必須水平，故A正確；
B、只要每次加速的環(huán)境完全相同即可，不需加速軌道光滑，故B錯誤；
C、為了保證小球每次平拋的初速度相同，每次入射小球必須從同一高度由靜止釋放，故C正確；
D、為了保證兩小球碰后速度均只在水平方向，故要求兩球應為對心碰撞，故兩球的球心高度應相同，故D正確．
故答案為：（1）＞；（2）N；（3）m_A•ON=m_A•OM+m_B•OP；（4）ACD

點評 在驗證動量守恒定律中，要學會在相同高度下，用水平射程來間接測出速度的方法，同時明確動量守恒定律的基本應用．