Question

17．如圖所示是已調(diào)整好的驗證碰撞中動量守恒的實(shí)驗裝置，A、B是直徑均為d，質(zhì)量分別為m_A、m_B的兩個小球，且m_A＞m_B．
（1）為完成本實(shí)驗，下列哪些器材是必要的BCD（填字母代號）
A．秒表 B．刻度尺 C．天平 D．圓規(guī)
（2）圖中M、P、N是按正確步驟所得的小球落地的平均位置點(diǎn)，則入射小球A單獨(dú)滑下時，落地點(diǎn)是P點(diǎn)；與小球B碰后，入射小球A的落地點(diǎn)為M點(diǎn)
（3）量出M、P、N各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離L₁、L₂、L₃，寫出動量守恒的表達(dá)式為m_AL₂=m_AL₁+m_BL₃．

Answer 1

分析 應(yīng)用動量守恒定律求出需要驗證的表達(dá)式．
兩球碰撞后做平拋運(yùn)動，根據(jù)平拋運(yùn)動規(guī)律求出球的速度，然后應(yīng)用動量守恒定律答題．

解答 解：（1）小球離開軌道后做平拋運(yùn)動，拋出點(diǎn)的高度相等，它們在空中的運(yùn)動時間t相等，
如果碰撞過程動量守恒，則m_Av₁=m_Av₁′+m_Bv₂，
兩邊同時乘以時間t得：m_Av₁t=m_Av₁′t+m_Bv₂t，
則m_A•OP=m_A•OM+m_B•ON，即：m_AL₂=m_AL₁+m_BL₃，
由此可知，實(shí)驗需要測出小球質(zhì)量、小球的水平位移，
測質(zhì)量需要天平，測水平位移需要刻度尺，故需要的測量工具為：天平、刻度尺．為了確定落點(diǎn)，還需要用到圓軌；故選：BCD；
（2）由圖示可知，入射球A單獨(dú)滑下時，平拋后落點(diǎn)為P．由圖示可知，與B碰撞后，入射球A的落點(diǎn)為M，被碰球B的落點(diǎn)為N．
（3）由（1）可知，動量守恒的表達(dá)式為：m_AL₂=m_AL₁+m_BL₃；
故答案為：（1）BCD；（2）P；M；（3）m_AL₂=m_AL₁+m_BL₃．

點(diǎn)評 本題是運(yùn)用等效思維方法，平拋時間相等，用水平位移代替初速度，這樣將不便驗證的方程變成容易驗證．關(guān)鍵知道實(shí)驗的原理，以及知道實(shí)驗中所注意的事項．