Question

在实验室里为了验证动量守恒定律，采用如图所示装置：
（1）以下所提供的测量工具中必需的是

 

：
A．直尺        B．天平       C．游标卡尺        D．秒表
（2）设入射小球的质量为m₁，被碰小球的质量为m₂，则在实验时（P为碰前入射小球落点的平均位置），所得“验证动量守恒定律”的表达式为（用装置图中的字母表示）

 

．

Answer 1

分析：（1）求出需要验证的表达式，根据表达式确定需要测量的量，让后选择实验器材．
（2）根据动量守恒定律与图示实验情景确定需要验证的表达式．

解答：解：（1）小球离开轨道后做平抛运动，由h=

1

2

gt²得小球做平抛运动的时间t=

2h g

，由于小球做平抛运动时抛出点的高度h相同，则它们在空中的运动时间t相等，验证碰撞中的动量守恒，需要验证：m₁v₁=m₁v₁′+m₂v₂，则：m₁v₁t=m₁v₁′t+m₂v₂t，得m₁x₁=m₁x₁′+m₂x₂，由图所示可知，需要验证：m₁OP=m₁OM+m₂ON，
因此实验需要测量的量有：①入射小球的质量，②被碰小球的质量，③入射小球碰前平抛的水平位移，④入射小球碰后平抛的水平位移，⑤被碰小球碰后平抛的水平位移，测量水平位移需要用直尺，测质量需要天平，因此需要的实验器材是AB．
（2）由（1）可知，实验需要验证：m₁OP=m₁OM+m₂ON．
故答案为：（1）AB；（2）m₁OP=m₁OM+m₂ON．

点评：本题是运用等效思维方法，平抛时间相等，用水平位移代替初速度，这样将不便验证的方程变成容易验证．