Question

19．为验证“两小球碰撞过程中动量守恒”，某同学选用了如图所示的装置．该装置中所选用的两小球质量关系应为m_a大于m_b，半径关系应为r_a等于r_b（选填“＜”、“＞”、或“=”）．

Answer 1

分析 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．且要发生对心碰撞．

解答 解：在小球碰撞过程中水平方向动量守恒定律； 设向右为正方向，则有：
m_av₀=m_av₁+m_bv₂
在碰撞过程中动能守恒，故有：$\frac{1}{2}$m_av₀²=$\frac{1}{2}$m_av₁²+$\frac{1}{2}$m_bv₂²
解得：v₁=$\frac{{m}_{a}-{m}_{b}}{{m}_{a}+{m}_{b}}$v₀，知要使A球的速度方向不变，则有：m_a＞m_b．
因为要发生对心碰撞，所以应保证两小球的半径相同，即r_a=r_b．
故答案为：大于；等于．

点评 决本题的关键掌握实验的原理，知道如何利用平抛运动规律分析验证动量守恒定律，并能通过实验原理分析实验器材应满足的条件．