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“驗證動量守恒定律”實驗．實驗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．兩次實驗時滑塊甲碰前通過光電門計時裝置記錄的擋光片的擋光時間相等，碰后滑塊乙第一次和第二次通過光電門計時裝置記錄的擋光片擋光時間分別為t₁，t₂．通過實驗驗證了這兩次碰撞均遵守動量守恒定律，請你判斷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“驗證動量定恒定律”的實驗嗎？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”，請簡要說明理由：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分析兩次滑塊獲得的速度大小，進(jìn)而分析所需時間長短．
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，都做平拋運動，由平拋運動規(guī)律不難判斷出各自做平拋運動的落地點，根據(jù)平拋運動的特點求出碰撞前后兩個小球的速度，根據(jù)動量的公式列出表達(dá)式，然后分析答題．

解答 解：①第一次裝上彈簧片，所以沒有機械能的損失，則交換速度，第二次碰撞過程中機械能損失較大，所以乙獲得的速度較小，則第一次通過光電門所用時間短，即t₁＜t₂；
②小球離開軌道后做平拋運動，它們在空中的運動時間相等，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；
要驗證動量守恒定律，除測出小球質(zhì)量外，還需要測出小球的水平位移，
測小球的水平位移需要刻度尺，如果有刻度尺該裝置可以驗證動量守恒定律，
如果沒有刻度尺，則該裝置不變驗證動量守恒定律．
故答案為：①＜；②能；刻度尺；不能，缺少刻度尺．

點評 本題考查了彈性碰撞與非彈性碰撞的區(qū)別與特點，彈性碰撞中沒有機械能損失．
要掌握實驗注意事項、知道小球離開水平軌道后做平拋運動，可以用小球的水平位移代替小球的初速度．