Question

8．某小組為驗(yàn)證滑塊碰撞過程中動(dòng)量守恒定律，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)，豎直曲面軌道與水平軌道在O處平滑連接，兩滑塊P、Q與軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：
①用天平測(cè)出滑塊P、Q的質(zhì)量m₁、m₂；
②將滑塊P從斜槽上最高點(diǎn)釋放，用刻度尺測(cè)出滑塊P從O₁開始在水平軌道上滑行的距離x₀
（1）若要保證滑塊P、Q碰撞后均停在O₁位置的右方，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)要求m₁＞m₂（填“＜”或“＞”），在此條件下，驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式為m₁$\sqrt{x_{0}}$=m₁$\sqrt{x_{1}}$+m₂$\sqrt{x_{2}}$．（用測(cè)得的物理量表示）
（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)若要將O₁的位置向右移動(dòng)一小段距離，不會(huì)（填“會(huì)”或“不會(huì)”）對(duì)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律產(chǎn)生影響．

Answer 1

分析 （1）明確實(shí)驗(yàn)原理，根據(jù)動(dòng)能定理求出碰撞前后兩物體在O₁點(diǎn)時(shí)的速度，再根據(jù)動(dòng)量守恒定律列式即可確定應(yīng)用的表達(dá)式；
（2）明確實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)方法，從而明確起點(diǎn)的確定對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響．

解答 解：（1）為了防止碰后滑塊P反彈，應(yīng)用質(zhì)量較大的滑動(dòng)去碰質(zhì)量較小的滑塊，故要求m₁＞m₂；滑塊在水平地面上滑動(dòng)時(shí)，根據(jù)動(dòng)能定理可知：
v²=2μgx
則可知：v₀=$\sqrt{2μgx_{0}}$
v₁=$\sqrt{2μgx_{1}}$
v₂=$\sqrt{2μgx_{2}}$
若滿足動(dòng)量守恒，則有：
m₁v₀=m₁v₁+m₂v₂
將速度表達(dá)式代入，化簡(jiǎn)可得：
應(yīng)驗(yàn)證的表達(dá)式為：
m₁$\sqrt{x_{0}}$=m₁$\sqrt{x_{1}}$+m₂$\sqrt{x_{2}}$
（2）由以上分析可知，實(shí)驗(yàn)中主要分析碰撞后兩滑塊在水平地面上滑行的距離，因此將O₁的位置向右移動(dòng)一小段距離對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒有影響．
故答案為：（1）＞，m₁$\sqrt{x_{0}}$=m₁$\sqrt{x_{1}}$+m₂$\sqrt{x_{2}}$；（2）不會(huì)．

點(diǎn)評(píng) 本是考查動(dòng)量守恒定律的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，要注意明確實(shí)驗(yàn)原理，知道實(shí)驗(yàn)中求解碰撞前后速度的方法是解題的關(guān)鍵．