Question

1．在《驗(yàn)證碰撞中動(dòng)量守恒》的實(shí)驗(yàn)中，有以下兩個(gè)方案：

方案（1）：斜槽導(dǎo)軌裝置．如圖1所示，讓入射球從斜槽上某處滾下，讓兩球在槽口碰撞從而驗(yàn)證碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒．
①若入射球質(zhì)量為m₁，被碰球質(zhì)量為m₂，則它們的關(guān)系應(yīng)當(dāng)是m₁＞m₂（填“＞”、“＜”或“=”）．
②斜槽軌道不可避免的存在摩擦，這個(gè)摩擦對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果無(wú)影響（填“有”或“無(wú)”）；若斜槽末端未能調(diào)整水平，則對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有影響（填“有”或“無(wú)”）．
③某同學(xué)實(shí)驗(yàn)做完后取下白紙，標(biāo)上記號(hào)如圖2，量出OM，OP、ON（其中D點(diǎn)為槽口重錘尖位置）．通過(guò)計(jì)算，只要在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)滿足m₁OP=m₁OM+m₂ON．，則兩球在碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒．
方案（2）：小車(chē)拖著紙帶碰撞，如圖3所示，讓A、B兩車(chē)放在長(zhǎng)木板上，A車(chē)拖著穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，以一定速度與B車(chē)相撞并粘合在一起，測(cè)出質(zhì)量和速度，從而驗(yàn)證碰撞中動(dòng)量守恒．
本實(shí)驗(yàn)中，小車(chē)和長(zhǎng)木板之間存在較大摩擦，將影響實(shí)驗(yàn)精度，你覺(jué)得要解決這個(gè)問(wèn)題，可以采取什么措施？答：讓木板傾斜，用重力的分力來(lái)平衡摩擦力．

Answer 1

分析 在做“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，是通過(guò)平拋運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律求解碰撞前后的速度的，所以要保證每次小球都做平拋運(yùn)動(dòng)，則軌道的末端必須水平；
根據(jù)動(dòng)量守恒定律求出實(shí)驗(yàn)需要驗(yàn)證的表達(dá)式，然后答題；
根據(jù)動(dòng)量守恒列方程即可正確求出質(zhì)量之比．明確誤差來(lái)源，并明確改進(jìn)方法．

解答 解：（1）為防止兩球碰撞后，入射球反彈，入射球的質(zhì)量應(yīng)大于被碰球的質(zhì)量，即：入射小球A與被碰小球B的質(zhì)量大小應(yīng)滿足m₁大于m₂．
（2）只要讓小球每次從同一點(diǎn)釋放即可保證到達(dá)底部的速度相同；故斜面的摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒(méi)有影響；
但如果斜槽末端不水平，則小球?qū)⒉蛔銎綊佭\(yùn)動(dòng)；故實(shí)驗(yàn)結(jié)果將有影響；故為了保證小球做平拋運(yùn)動(dòng)，須調(diào)整斜槽槽口末端切線水平．
（3）兩球離開(kāi)軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)，由于拋出點(diǎn)的高度相等，它們?cè)诳罩械倪\(yùn)動(dòng)時(shí)間t相等，如果碰撞過(guò)程動(dòng)量守恒，則：m₂v₂=m₂v₂′+m₁v₁′，
兩邊同時(shí)乘以時(shí)間t，則：m₂v₂t=m₂v₂′t+m₁v₁′t，可得：m₁OP=m₁OM+m₂ON．
（4）如果有摩擦力，則兩物體的運(yùn)動(dòng)將受到很大的影響；故可以利用重力的分力來(lái)平衡摩擦力；故讓木板傾斜即可；
故答案為：（1）大于；（2）無(wú)；有；（3）m₁OP=m₁OM+m₂ON．（4）讓木板傾斜，用重力的分力來(lái)平衡摩擦力

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)的原理及要求以及數(shù)據(jù)處理等基礎(chǔ)知識(shí)，同時(shí)還要注意掌握實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意的事項(xiàng)．