Question

某同学将两块大小不同的木块用细线连接，两木块中间夹一根压缩了的轻弹簧，如右图所示，将这一系统置于光滑水平桌面上，烧断细线，观察物体的运动情况并进行必要测量，以验证物体间相互作用时动量守恒．
（1）该同学还需要的实验器材是

刻度尺、天平

．
（2）本实验中需要直接测量的物理量是

两木块的质量m₁、m₂和两木块落地点分别到桌子两侧边的水平距离s₁、s₂

（先用文字说明并用字母表示）．
（3）用所得的数据验证动量守恒的关系式是

m₁s₁=m₂s₂

[用（2）中的字母表示]．

Answer 1

分析：烧断细线后，两球离开桌面做平抛运动，由于高度相等，则平抛的时间相等，水平位移与初速度成正比，把平抛的时间作为时间单位，小球的水平位移可替代平抛运动的初速度．将需要验证的关系速度用水平位移替代．

解答：解：取小球1的初速度方向为正方向，两小球质量和平抛初速度分别为m₁、m₂，v₁、v₂，平抛运动的水平位移分别为s₁、s₂，平抛运动的时间为t．
需要验证的方程：0=m₁v₁-m₂v₂
又v₁=

s1

t

，v2=

s2

t

代入得到m₁s₁=m₂s₂
故需要测量两木块的质量m₁和m₂，两木块落地点到桌面边缘的水平距离s₁，s₂
所以需要的器材为刻度尺、天平．
故答案为：（1）刻度尺、天平  （2）两木块的质量m₁、m₂和两木块落地点分别到桌子两侧边的水平距离s₁、s₂  （3）m₁s₁=m₂s₂

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．