Question

【題目】如圖1為驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)驗(yàn)中選取兩個(gè)半徑相同、質(zhì)量不等的小球，按下面步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：

①用天平測(cè)出兩個(gè)小球的質(zhì)量分別為m1和m2；用游標(biāo)卡尺測(cè)小球A直徑如圖2所示，則d=______cm．

②安裝實(shí)驗(yàn)裝置，將斜槽AB固定在桌邊，使槽的末端切線水平，再將一斜面BC連接在斜槽末端；

③先不放小球m2，讓小球m1從斜槽頂端A處由靜止釋放，標(biāo)記小球在斜面上的落點(diǎn)位置P；

④將小球m2放在斜槽末端B處,仍讓小球m1從斜槽頂端A處由靜止釋放，兩球發(fā)生碰撞，分別標(biāo)記小球m1、m2在斜面上的落點(diǎn)位置；

⑤用毫米刻度尺測(cè)出各落點(diǎn)位置到斜槽末端B的距離．圖中M、P、N點(diǎn)是實(shí)驗(yàn)過程中記下的小球在斜面上的三個(gè)落點(diǎn)位置，從M、P、N到B點(diǎn)的距離分別為SM、SP、SN．

依據(jù)上述實(shí)驗(yàn)步驟，請(qǐng)回答下面問題：

(1)兩小球的質(zhì)量m1、m2應(yīng)滿足m1______m2（填寫“>”、“=”或“<”）；

(2)用實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的數(shù)據(jù)來表示，只要滿足關(guān)系式____________，就能說明兩球碰撞前后動(dòng)量是守恒的；

Answer 1

【答案】1.430 ＞

【解析】

游標(biāo)卡尺主尺示數(shù)與游標(biāo)尺示數(shù)之和是游標(biāo)尺的示數(shù),不估讀；明確實(shí)驗(yàn)原理，從而分析實(shí)驗(yàn)中應(yīng)滿足的條件；設(shè)斜面BC與水平面的傾角為α，由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律求出碰撞前后小球m1和小球m2的速度，表示出動(dòng)量的表達(dá)式即可求解.

①由圖2所示游標(biāo)卡尺可知，主尺示數(shù)是14mm，游標(biāo)尺示數(shù)是6×0.02mm=0.12mm，則游標(biāo)卡尺的示數(shù)是14mm+0.12m=14.12mm=1.412cm．

(1)為了防止入射球碰后反彈，一定要保證入射球的質(zhì)量大于被碰球的質(zhì)量,即m1>m2.

(2)碰撞前，小球m1落在圖中的P點(diǎn)，設(shè)其水平初速度為v1.小球m1和m2發(fā)生碰撞后，m1的落點(diǎn)在圖中的M點(diǎn)，設(shè)其水平初速度為v1′，m2的落點(diǎn)是圖中的N點(diǎn)，設(shè)其水平初速度為v2．設(shè)斜面BC與水平面的傾角為α，由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律得:, ,解得，，，所以只要滿足m1v1=m2v2+m1v′1，即：，則說明兩球碰撞過程中動(dòng)量守恒.