Question

14．①如圖1所示為氣墊導(dǎo)軌．導(dǎo)軌上的兩滑塊質(zhì)量相等，兩滑塊上的擋光片寬度相同．現(xiàn)將氣墊導(dǎo)軌水平放置做“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”實(shí)驗(yàn)．實(shí)驗(yàn)中用滑塊甲撞擊靜止在導(dǎo)軌上的滑塊乙，碰撞前滑塊乙處于靜止?fàn)顟B(tài)．第一次在兩滑塊碰撞端安上彈簧片，第二次在兩滑塊碰撞端粘上橡皮泥．兩次實(shí)驗(yàn)時(shí)滑塊甲碰前通過(guò)光電門(mén)計(jì)時(shí)裝置記錄的擋光片的擋光時(shí)間相等，碰后滑塊乙第一次和第二次通過(guò)光電門(mén)計(jì)時(shí)裝置記錄的擋光片擋光時(shí)間分別為t₁，t₂．通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了這兩次碰撞均遵守動(dòng)量守恒定律，請(qǐng)你判斷t₁，t₂的關(guān)系應(yīng)為t₁＜t₂（選填“＞”、“＜”或“=”）

②大小相等的入射小球和被碰小球的質(zhì)量均已知，利用如圖2所示的裝置和器材能做“驗(yàn)證動(dòng)量定恒定律”的實(shí)驗(yàn)嗎？能．（選填“能”或“不能”）
如果你選填的是“能”，那么你還需要的器材是：刻度尺．
如果你選填的是“不能”，請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明理由：不能；缺少刻度尺．

Answer 1

分析 ①根據(jù)彈性碰撞與非彈性碰撞的特點(diǎn)分析兩次滑塊獲得的速度大小，進(jìn)而分析所需時(shí)間長(zhǎng)短．
②小球a和小球b相撞后，小球b的速度增大，小球a的速度減小，都做平拋運(yùn)動(dòng)，由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律不難判斷出各自做平拋運(yùn)動(dòng)的落地點(diǎn)，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)求出碰撞前后兩個(gè)小球的速度，根據(jù)動(dòng)量的公式列出表達(dá)式，然后分析答題．

解答 解：①第一次裝上彈簧片，所以沒(méi)有機(jī)械能的損失，則交換速度，第二次碰撞過(guò)程中機(jī)械能損失較大，所以乙獲得的速度較小，則第一次通過(guò)光電門(mén)所用時(shí)間短，即t₁＜t₂；
②小球離開(kāi)軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)，它們?cè)诳罩械倪\(yùn)動(dòng)時(shí)間相等，設(shè)為t，
碰撞前a的速度v₁=$\frac{{s}_{a}}{t}$，碰撞后a的速度v₂=$\frac{{s}_{a}′}{t}$，碰撞后b的速度v₃=$\frac{{s}_}{t}$，
我們需要驗(yàn)證：m_av₁=m_bv₃+m_av₂，
將球的速度表達(dá)式代入得：m_as_a=m_aO_a′+m_bs_b；
要驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，除測(cè)出小球質(zhì)量外，還需要測(cè)出小球的水平位移，
測(cè)小球的水平位移需要刻度尺，如果有刻度尺該裝置可以驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，
如果沒(méi)有刻度尺，則該裝置不變驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律．
故答案為：①＜；②能；刻度尺；不能，缺少刻度尺．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了彈性碰撞與非彈性碰撞的區(qū)別與特點(diǎn)，彈性碰撞中沒(méi)有機(jī)械能損失．
要掌握實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、知道小球離開(kāi)水平軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)，可以用小球的水平位移代替小球的初速度．