Question

1．在《驗證碰撞中動量守恒》的實驗中，有以下兩個方案：

方案（1）：斜槽導(dǎo)軌裝置．如圖1所示，讓入射球從斜槽上某處滾下，讓兩球在槽口碰撞從而驗證碰撞過程中動量守恒．
①若入射球質(zhì)量為m₁，被碰球質(zhì)量為m₂，則它們的關(guān)系應(yīng)當(dāng)是m₁＞m₂（填“＞”、“＜”或“=”）．
②斜槽軌道不可避免的存在摩擦，這個摩擦對實驗結(jié)果無影響（填“有”或“無”）；若斜槽末端未能調(diào)整水平，則對實驗結(jié)果有影響（填“有”或“無”）．
③某同學(xué)實驗做完后取下白紙，標(biāo)上記號如圖2，量出OM，OP、ON（其中D點為槽口重錘尖位置）．通過計算，只要在實驗誤差范圍內(nèi)滿足m₁OP=m₁OM+m₂ON．，則兩球在碰撞過程中動量守恒．
方案（2）：小車拖著紙帶碰撞，如圖3所示，讓A、B兩車放在長木板上，A車拖著穿過打點計時器的紙帶，以一定速度與B車相撞并粘合在一起，測出質(zhì)量和速度，從而驗證碰撞中動量守恒．
本實驗中，小車和長木板之間存在較大摩擦，將影響實驗精度，你覺得要解決這個問題，可以采取什么措施？答：讓木板傾斜，用重力的分力來平衡摩擦力．

Answer 1

分析 在做“驗證動量守恒定律”的實驗中，是通過平拋運動的基本規(guī)律求解碰撞前后的速度的，所以要保證每次小球都做平拋運動，則軌道的末端必須水平；
根據(jù)動量守恒定律求出實驗需要驗證的表達(dá)式，然后答題；
根據(jù)動量守恒列方程即可正確求出質(zhì)量之比．明確誤差來源，并明確改進(jìn)方法．

解答 解：（1）為防止兩球碰撞后，入射球反彈，入射球的質(zhì)量應(yīng)大于被碰球的質(zhì)量，即：入射小球A與被碰小球B的質(zhì)量大小應(yīng)滿足m₁大于m₂．
（2）只要讓小球每次從同一點釋放即可保證到達(dá)底部的速度相同；故斜面的摩擦力對實驗結(jié)果沒有影響；
但如果斜槽末端不水平，則小球?qū)⒉蛔銎綊佭\動；故實驗結(jié)果將有影響；故為了保證小球做平拋運動，須調(diào)整斜槽槽口末端切線水平．
（3）兩球離開軌道后做平拋運動，由于拋出點的高度相等，它們在空中的運動時間t相等，如果碰撞過程動量守恒，則：m₂v₂=m₂v₂′+m₁v₁′，
兩邊同時乘以時間t，則：m₂v₂t=m₂v₂′t+m₁v₁′t，可得：m₁OP=m₁OM+m₂ON．
（4）如果有摩擦力，則兩物體的運動將受到很大的影響；故可以利用重力的分力來平衡摩擦力；故讓木板傾斜即可；
故答案為：（1）大于；（2）無；有；（3）m₁OP=m₁OM+m₂ON．（4）讓木板傾斜，用重力的分力來平衡摩擦力

點評 本題主要考查了“驗證動量守恒定律”的實驗的原理及要求以及數(shù)據(jù)處理等基礎(chǔ)知識，同時還要注意掌握實驗中應(yīng)注意的事項．