题目内容
【题目】某同学用如图甲所示的装置来验证动量守恒定律,该装置由水平长木板及固定在木板一端的硬币发射器组成,硬币发射器包括支架、弹片及弹片释放装置,释放弹片可将硬币以某一初速度弹出。已知一元硬币和五角硬币与长木板间动摩擦因数相同,主要实验步骤如下:
①将一元硬币置于发射槽口,释放弹片将硬币发射出去,硬币沿着长木板中心线运动,在长木板中心线的适当位置取一点O,侧出硬币停止滑动时硬币右侧到O点的距离。再从同一位置释放弹片将硬币发射出去,重复多次,取该距离的平均值记为,如图乙所示;
②将五角硬币放在长木板上,使其左侧位于O点,并使其直径与中心线重合,按步骤①从同一位置释放弹片,重新弹射一元硬币,使两硬币对心正碰,重复多次,分别测出两硬币碰后停止滑行时距O点距离的平均值和,如图丙所示。
(1)为完成该实验,除长木板,硬币发射器,一元及五角硬币,刻度尺外,还需要的器材为______;
(2)实验中还需要测量的物理量为_____________,验证动量守恒定律的表达式为___________(用测量物理量对应的字母表示)。
【答案】 天平 一枚一元硬币质量m1
【解析】试题分析:(1)明确实验原理,根据验证动量守恒定律的实验方法明确应测量的物理量,从而确定应选用的仪器;(2)根据动量守恒定律进行分析,明确各对应的物理量的测量方法,同时根据动量守恒定律列式即可得出对应的表达式.
(1)在验证动量守恒定律时需要测量速度和质量,由题意可知,初速度可以利用位移求解,而质量需要用到天平进行测量;
(2)为了得出动量守恒定律的表达式应测量质量,故应分别测出一枚一元硬币质量;一枚五角硬币质量;硬币在桌面上均做加速度相同的匀减速运动,根据速度和位移关系可知, ,则有,由动量守恒定律可知,联立则有:只需验证即可明确动量是否守恒.