问题 问答题

用如图所示的装置验证碰撞中的动量守恒,图中MN是一个竖直放置的木板,木板上依次固定有白纸和复写纸,实验步骤如下:

A、用天平测量小球A、B的质量分别为m1、m2

B、先不放小球B,让小球A从斜槽上某一位置由静止释放,撞到复写纸上的D点;

C、在斜槽末端放置小球B,从B球球心等高处向竖直板作垂线BO,在白纸上描出O点位置;

D、记小球A仍从槽面上同一位置由静止释放,碰撞后小球A、B分别撞到复写纸上的E、C两点;

E、用刻度尺测量出OC、OD、OE的长度.

(1)小球A、B质量关系为m1______m2(填“=”、“>”或“<”);

(2)如果等式______成立,则碰撞过程动量守恒;

(3)请你写出一条减少实验误差的建议______.

答案

(1)在小球碰撞过程中水平方向动量守恒定律故有m1v0=m1v1+m2v2

在碰撞过程中动能守恒,故有

1
2
m1v02=
1
2
m1v12+
1
2
m2v22

解得v1=

m1-m2
m1+m2
v0,知要使A球的速度方向不变,则m1>m2

(2)小球平抛运动的时间t=

2h
g
,平抛运动的初速度v=
x
t
=x
g
2h
=
gx2
2h
,知平抛运动的初速度与下降高度二次方根的倒数成正比,当P0=P1+P2,即
m1
OD
=
m2
OE
+
m3
OC
时,动量守恒.

(3)为了减小误差,可以采取的措施有:)①保证斜槽末端水平  ②木板平面垂直于小球运动的平面  ③多次释放A球,找平均落点等.

故答案为:(1)“>”;  

(2)

m1
OD
=
m2
OE
+
m3
OC

(3)①保证斜槽末端水平

②木板平面垂直于小球运动的平面

③多次释放A球,找平均落点

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