Question

2．為了驗證碰撞中的動量守恒，某同學選取了兩個體積相同、質(zhì)量不相等的小球，按下述步驟做了如下實驗：
①用天平測出兩個小球的質(zhì)量（分別為入射球m₁、靶球m₂）；
②按照如右圖所示的那樣，安裝好實驗裝置．將斜槽PQR固定在桌邊，使斜槽的末端的切線沿水平方向．
③先不放小球m₂，讓小球m₁從斜槽頂端G處由靜止開始滾下，記下小球在水平面上的落點位置．
④將小球m₂放在斜槽前端邊緣處，保持讓小球m₁從斜槽頂端G處由靜止開始滾下，使它們發(fā)生碰撞，分別記下小球m₁和m₂在水平面上的落點位置．
⑤用毫米刻度尺量出各個落點位置到斜槽末端點R正下方o點的距離．圖中M、P、N點是該同學記下小球在斜面上的落點位置，到o點的距離分別為OM、OP、ON．
根據(jù)該同學的實驗，回答下列問題：
（1）為減小誤差，兩球的質(zhì)量關系應滿足入射球m₁大于靶球m₂（填大于、等于、小于）
（2）步驟③、④存在的共性問題是多次釋放小球取平均落點．
（3）用測得的物理量來表示，只要滿足關系式m₁OP=m₁OM+m₂ON，則說明碰撞中動量守恒的．

Answer 1

分析 明確驗證動量守恒實驗的基本原理和方向；明確減小誤差的方法；并能根據(jù)平拋運動的規(guī)律求出兩小球的速度表達式，再由動量守恒定律即可列出對應的表達式．

解答 解：（1）為了防止A球出現(xiàn)反彈現(xiàn)象，入射球的質(zhì)量應大于靶球的質(zhì)量；
（2）為了準確找出落點，應讓小球多次由同一位置釋放，最后取平均落點即可；
（3）小球離開軌道后做平拋運動，由于小球拋出點的高度相同，它們在空中的運動時間t相等，
它們的水平位移x與其初速度成正比，可以用小球的水平位移代替小球的初速度，
若兩球相碰前后的動量守恒，則m₁v₀=m₁v₁+m₂v₂，又OP=v₀t，OM=v₁t，ON=v₂t，
代入得：m₁OP=m₁OM+m₂ON
故答案為：（1）大于；（2）多次釋放小球取平均落點；（3）m₁OP=m₁OM+m₂ON

點評 對于驗證動量守恒定律的實驗，需要知道實驗原理，能根據(jù)動量守恒定律與平拋運動規(guī)律求出實驗要驗證的表達式是正確答題的前提與關鍵．