Question

如图所示为实验室中验证动量守恒的实验装置示意图．（1）若入射小球质量为m1，半径为r1，被碰小球质量为m

如图所示为实验室中验证动量守恒的实验装置示意图．（1）若入射小球质量为m1，半径为r1，被碰小球质量为m2，半径为r2，则m1、m2大小关系为______，r1、r2大小关系为______．（2）为完成此实验，以下所提供的测量工具中必需的是______A．刻度尺 B．天平 C．弹簧秤 D．秒表（3）实验中需要完成的必要步骤是______A．用天平测量两小球质量m1、m2 B．测量小球m1开始释放的高度hC．测量抛出点距地高度H D．分别找到m1、m2碰后平均多地点位置M、N、PE．测量平均抛射程OM、ON、OP（4）设入射小球的质量为m1，被碰小球的质量为m2，P为碰前入射小球落点的平均位置，关系式（用m1、m2及图中字母表示）______成立，即表示碰撞中动量守恒．

Answer 1

（1）要使两球发生对心正碰，两球半径应相等，为防止入射球碰撞后反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量，即：m₁、m₂大小关系为 m₁＞m₂，r₁、r₂大小关系为 r₁=r₂．
（2）验证碰撞过程动量守恒定律，需要测出两球做平抛运动的水平位移，因此需要的测量工具为：直尺，故选A．
（3）两球碰撞后做平抛运动，它们抛出点的高度相等，在空中的运动时间t相等，碰撞过程动量守恒，则m₁v₁=m₁v₁′+m₂v₂′，两边同时乘以时间t得：m₁v₁t=m₁v₁′t+m₂v₂′t，则m₁OP=m₁OM+m₂0N，实验需要测出小球质量、小球水平位移，故选：ADE；
（4）由（3）可知，实验需要验证：m₁OP=m₁OM+m₂0N．
故答案为：（1）m₁＞m₂，r₁=r₂；（2）A；（3）ADE；（4）m₁OP=m₁OM+m₂0N．