Question

8．在實驗室里為了驗證動量守恒定律，一般采用如圖甲、乙兩種裝置：

（1）若采用乙裝置進(jìn)行實驗，以下所提供的測量工具中必需的是：AB
A．直尺       B．天平      C．彈簧秤      D．秒表
（2）設(shè)入射小球的質(zhì)量為m₁，被碰小球的質(zhì)量為m₂，則在用甲裝置實驗時（P為碰前入射小球落點的平均位置），所得“驗證動量守恒定律”的結(jié)論為（用裝置中的字母表示）m₁OP=m₁OM+m₂ON．

Answer 1

分析 （1）求出需要驗證的表達(dá)式，根據(jù)表達(dá)式確定需要測量的量，讓后選擇實驗器材．
（2）根據(jù)動量守恒定律與圖示實驗情景確定需要驗證的表達(dá)式．

解答 解：（1）小球離開軌道后做平拋運動，由h=$\frac{1}{2}$gt²得小球做平拋運動的時間t=$\sqrt{\frac{2h}{g}}$，由于小球做平拋運動時拋出點的高度h相同，則它們在空中的運動時間t相等，驗證碰撞中的動量守恒，需要驗證：m₁v₁=m₁v₁′+m₂v₂，則：m₁v₁t=m₁v₁′t+m₂v₂t，得m₁x₁=m₁x₁′+m₂x₂，由圖所示可知，需要驗證：m₁OP=m₁OM+m₂O′N，
因此實驗需要測量的量有：①入射小球的質(zhì)量，②被碰小球的質(zhì)量，③入射小球碰前平拋的水平位移，④入射小球碰后平拋的水平位移，⑤被碰小球碰后平拋的水平位移，測量水平位移需要用直尺，測質(zhì)量需要天平，因此需要的實驗器材是AB．
（2）由（1）可知，實驗需要驗證：m₁OP=m₁OM+m₂O′N．
故答案為：（1）AB；（2）m₁OP=m₁OM+m₂O′N．

點評 本題考查驗證動量守恒的實驗；本題是運用等效思維方法，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．