Question

13．如图所示的是验证动量守恒定律的实验装置示意图．
（1）入射小球1与被碰小球2直径相同，它们的质量相比较，应是m₁大于m₂ （填“大于”、“等于”或“小于”）
（2）为了保证小球做平抛运动，必须调整斜槽，使使斜槽末端切线水平．
（3）继续实验，步骤如下：
A．在地面上一次铺白纸和复写纸
B．确定重锤线对应点O；
C．不放球2，让球1从斜槽上Q点静止滚下，并记下它的落点P；重复10次；
D．把球2放在斜槽的末端，让球1从斜槽的Q点由静止滚下，与球2正碰后，记下它们的落地位置M、N；重复10次．
E．测量OM、ON、OP的长度；
由实验测得的数据，如果满足等式m₁OP=m₁OM+m₂ON，则验证动量守恒．

Answer 1

分析 （1）为了保证碰撞前后使入射小球的速度方向不变，故必须使入射小球的质量大于被碰小球的质量．
（2）为了保证小球做平抛运动，所以必须使斜槽的末端切线水平．
（3）根据动量守恒定律求出实验需要验证的表达式，然后根据表达式分析答题．

解答 解：（1）入射小球1与被碰小球2直径相同，即d₁=d₂，为防止两球碰撞后入射球反弹，入射球质量应大于被碰球质量，即：m₁＞m₂．
（2）本实验中小球应做平抛运动，则要小球做平抛运动，则斜槽的末端切线水平．
（3）两球离开轨道后做平抛运动，它们抛出点的高度相等，在空中的运动时间t相等，如果碰撞过程动量守恒，则有：
m₁v₁=m₁v₁′+m₂v₂′，
两边同时乘以t得：m₁v₁t=m₁v₁′t+m₂v₂′t，
即为：m₁OP=m₁OM+m₂ON；
故答案为：（1）大于：（2）使斜槽末端切线水平；（3）m₁OP=m₁OM+m₂ON

点评 题考查了验证动量守恒定律实验、一定要掌握．熟练掌握实验原理，明确实验中采用平抛运动来验证动量守恒，要注意明确三小球下落高度相等，所以将公式中的速度转化为对应的位移．