Question

6．用如圖1的裝置，來(lái)驗(yàn)證碰撞過(guò)程中的動(dòng)量守恒．圖中PQ是斜槽，QR為水平槽．O點(diǎn)是水平槽末端R在記錄紙上的垂直投影點(diǎn)，A、B兩球的質(zhì)量之比m_A：m_B=3：1．先使A球從斜槽上某一高度處由靜止釋放，在水平地面的記錄紙上留下落點(diǎn)痕跡P，重復(fù)10次，得到10個(gè)落點(diǎn)．再把B球放在水平槽上的末端R處，讓A球仍從同一高度處由靜止釋放，與B球碰撞，碰后A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點(diǎn)痕跡，重復(fù)10次．A、B兩球在記錄紙上留下的落點(diǎn)痕跡如圖2所示，其中卷尺的某整刻度點(diǎn)與O點(diǎn)對(duì)齊．

（1）2%驗(yàn)前應(yīng)調(diào)節(jié)軌道末段，使末段水平，目的是使小球離開(kāi)軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)．每次實(shí)驗(yàn)時(shí)由靜止釋放A球，要（填“要”或“不要”）從同一位置釋放．若將質(zhì)量小的球由高出釋放，讓它碰質(zhì)量大的靜止小球，則該實(shí)驗(yàn)的誤差將較大． 
（2）碰撞后A球的水平射程應(yīng)取14.50cm． 
（3）本實(shí)驗(yàn)的原理是：若能夠證明式子m_aOP=m_aOM+m_bON（用示意圖中的字母表示）成立，即可證明動(dòng)量守恒定律．

Answer 1

分析 A小球和B小球相撞后，B小球的速度增大，A小球的速度減小，所以碰撞后A球的落地點(diǎn)距離O點(diǎn)最近，讀數(shù)時(shí)取平均值，只有當(dāng)小球做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)才能用水平位移表示為水平速度，計(jì)算出碰撞前后動(dòng)量的值即可求解

解答 解：（1）為了研究平拋運(yùn)動(dòng)我們采用讓小球平拋的方向，利用水平位移求解水平初速度，故必須保證小球做平拋運(yùn)動(dòng)；為了保證每次實(shí)驗(yàn)入射球的速度相等，每次釋放小球均應(yīng)從同一位置由靜止開(kāi)始釋放；要用質(zhì)量大的球去碰質(zhì)量小的球；若用輕球去碰重球，則輕球會(huì)反彈，然后再返回后做平拋運(yùn)動(dòng)，會(huì)增大實(shí)驗(yàn)誤差；
（2）A小球和B小球相撞后，B小球的速度增大，A小球的速度減小，碰撞前后都做平拋運(yùn)動(dòng)，高度相同，所以運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，所以速度大的水平位移就大，而碰后A的速度小于B的速度，所以碰撞后A球的落地點(diǎn)距離O點(diǎn)最近，所以碰撞后A球的水平射程應(yīng)取OM的長(zhǎng)度，故水平射程為：16.50-2=14.50cm；
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可得：m_Av₀=m_Bv₁+m_Av₂，
由已測(cè)量的物理量為：m_A、m_B、OM、OP、ON．
又因下落時(shí)間相同，即可求得：m_aOP=m_aOM+m_bON；故只需驗(yàn)證此等式相等，即可證明動(dòng)量守恒定律；
故答案為：（1）平拋；要；較大；
（2）14.50；
（3）m_aOP=m_aOM+m_bON

點(diǎn)評(píng) 掌握兩球平拋的水平射程和水平速度之間的關(guān)系，是解決本題的關(guān)鍵，注意理解動(dòng)量守恒定律的條件，才能準(zhǔn)確掌握本實(shí)驗(yàn)應(yīng)注意的事項(xiàng)．