Question

11．在“验证动能守恒定律”的实验中，采用如图所示的装置．图中O点是小球抛出点在地面上的竖直投影．用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置与O点的距离（线段OM、OP、ON长度），分别用x₁、x₂、x₃表示入射质量m₁、m₂表示．
（1）入射小球和靶球的质量应满足m₁＞m₂（填“＞”、“=”或“＜”）．
（2）在做实验时，以下对实验要求的说法正确的是BC．
A．斜槽轨道必须是光滑的
B．斜槽轨道末端必须是水平的
C．入射球每次都要从同一位置由静止滚下
（3）若满足关系式m₁x₁=m₁x₂+m₂x₃，则两球碰撞前后系统动量守恒．

Answer 1

分析 （1）为防止碰撞后入射球反弹，入射球的质量应大于靶球的质量．
（2）根据实验原理与实验注意事项分析答题．
（3）应用动量守恒定律求出需要验证的表达式．

解答 解：（1）为防止碰撞后入射球反弹，入射球的质量应大于靶球的质量，即；m₁＞m₂；
（2）A、实验时只要入射球从同一位置由静止释放即可保证小球的速度相等，斜槽轨道不需要必须是光滑的，故A错误；
B、为保证小球离开轨道后做平抛运动，斜槽轨道末端必须是水平的，故B正确；
C、为保证每次小球速度相等，入射球每次都要从同一位置由静止滚下，故C正确；
故选：BC．
（3）小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，
以向右为正方向，由动量守恒定律得：m₁v₁=m₁v₁′+m₂v₂′
两边同时乘以t得：m₁v₁t=m₁v₁′t+m₂v₂′t
得：m₁x₁=m₁x₂+m₂x₃
需要验证的表达式为：m₁x₁=m₁x₂+m₂x₃．
故答案为：（1）＞；（2）BC；（3）m₁x₁=m₁x₂+m₂x₃．

点评 解决本题的关键掌握实验的原理，以及实验的步骤与实验注意事项，在验证动量守恒定律实验中，无需测出速度的大小，可以用位移代表速度．