Question

17．如圖所示是驗證小球A、B正碰時動量守恒的實驗示意圖，實驗中，P點(diǎn)是小球A單獨(dú)以水平速度平拋落地的著地點(diǎn)，N點(diǎn)和M點(diǎn)是A球正碰B球后，B球和A球的著地點(diǎn)．
①在該實驗中，如果用小球的飛行時間作為時間單位，則小球飛出的水平距離在數(shù)值上就等于它的水平速度的大小；
②實驗中為保證A球與B球碰撞時，不會被彈回，兩球的質(zhì)量關(guān)系應(yīng)是m_A＞m_B（填“＞”、“＜”或“=”）；
③驗證A、B兩小球在碰撞前后總動量守恒的關(guān)系式為m_AOP=m_AOM+m_BO′N．

Answer 1

分析 為防止小球反彈，要保證入射球質(zhì)量要大于被碰球質(zhì)量；
實驗要驗證兩個小球系統(tǒng)碰撞過程動量守恒，即要驗證m₁v₁=m₁v₁′+m₂v₂，可以通過平拋運(yùn)動將速度的測量轉(zhuǎn)化為水平射程的測量．

解答 解：①根據(jù)位移表達(dá)式x=v₀t，當(dāng)飛行時間作為時間單位，則小球飛出的水平距離在數(shù)值上就等于它的水平速度的大小；
②為了保證入射小球不反彈，則入射小球的質(zhì)量大于被碰小球的質(zhì)量；即m_A＞m_B；
③放上被碰小球后小球a、b的落地點(diǎn)依次是圖中水平面上的M點(diǎn)和N點(diǎn)．
碰撞過程中，如果水平方向動量守恒，由動量守恒定律得：m_Av_A=m_Av_A′+m_Bv_B，
小球做平拋運(yùn)動時拋出點(diǎn)的高度相等，它們在空中的運(yùn)動時間t相等，兩邊同時乘以時間t，
m_Av_At=m_Bv_B′t+m_Bv_Bt
得：m_AOP=m_AOM+m_BO′N
故答案為：①飛行；②＞； ③m_AOP=m_AOM+m_BO′N．

點(diǎn)評 實驗注意事項：（1）前提條件：保證碰撞是一維的，即保證兩物體在碰撞之前沿同一直線運(yùn)動，碰撞之后還沿這條直線運(yùn)動．（2）利用斜槽進(jìn)行實驗，入射球質(zhì)量要大于被碰球質(zhì)量，即m₁＞m₂，防止碰后m₁被反彈．