为了验证动量守恒定律(探究碰撞中的不变量)，某同学选取了两个材质相同、体积不等的立方体滑块A和B，按下述步骤进行实验：

步骤1：在A、B的相撞面分别装上尼龙拉扣，以便二者相撞以后能够立刻结为整体；

步骤2：安装好实验装置如图甲，铝质轨道槽的左端是倾斜槽，右端是长直水平槽，倾斜槽和水平槽由一小段弧连接，轨道槽被固定在水平桌面上，在轨道槽的侧面与轨道等高且适当远处装一台数码频闪照相机；

步骤3：让滑块B静置于水平槽的某处，滑块A从斜槽某处由静止释放，同时开始频闪拍摄，直到A、B停止运动，得到一幅多次曝光的数码照片；

步骤4：多次重复步骤3，得到多幅照片，挑出其中最理想的一幅，打印出来，将刻度尺紧靠照片放置，如图乙所示。

(1)由图分析可知，滑块A与滑块B碰撞发生的位置在________。

①P₅、P₆之间　②P₆处　③P₆、P₇之间

(2)为了探究碰撞中动量是否守恒，需要直接测量或读取的物理量是________。

①A、B两个滑块的质量m₁和m₂

②滑块A释放时距桌面的高度

③频闪照相的周期

④照片尺寸和实际尺寸的比例

⑤照片上测得的s₄₅、s₅₆和s₆₇、s₇₈

⑥照片上测得的s₃₄、s₄₅、s₅₆和s₆₇、s₇₈、s₈₉

⑦滑块与桌面间的动摩擦因数

写出验证动量守恒的表达式_________________________。

(3)请你写出一条有利于提高实验准确度或改进实验原理的建议：________________________________。

答案

(1)②       (2)①⑥　m₁(2s₅₆＋s₄₅－s₃₄)＝(m₁＋m₂)(2s₆₇＋s₇₈－s₈₉)     (3)①使用更平整的轨道槽，防止各段摩擦力不同，滑块做非匀变速运动。②在足够成像的前提下，缩短频闪照相每次曝光的时间，碰撞时间很短，缩短频闪照相每次曝光的时间，使滑块碰撞位置拍摄更清晰、准确。③适当增大相机和轨道槽的距离，相机和轨道槽的距离较小时，由于镜头拍摄引起的距离误差增大，应适当增大相机和轨道槽的距离。④将轨道的一端垫起少许，平衡摩擦力，使得滑块碰撞前后都做匀速运动。

【解析】：(1)由图乙可知碰撞位置发生在P₆位置，因为滑块速度明显减小，故②正确。

(2)根据动量守恒定律可知，需要验证的方程为：m₁v₆＝(m₁＋m₂)v₆′，将速度用位移来代替，整理得：m₁(2s₅₆＋s₄₅－s₃₄)＝(m₁＋m₂)(2s₆₇＋s₇₈－s₈₉)，故需要直接测量的物理量是A、B两个滑块的质量m₁和m₂及s₃₄、s₄₅、s₅₆和s₆₇、s₇₈、s₈₉，故①、⑥正确。

(3)提高实验准确度或改进实验原理的建议：

①使用更平整的轨道槽，防止各段摩擦力不同，滑块做非匀变速运动。

②在足够成像的前提下，缩短频闪照相每次曝光的时间，碰撞时间很短，缩短频闪照相每次曝光的时间，使滑块碰撞位置拍摄更清晰、准确。

③适当增大相机和轨道槽的距离，相机和轨道槽的距离较小时，由于镜头拍摄引起的距离误差增大，应适当增大相机和轨道槽的距离。

④将轨道的一端垫起少许，平衡摩擦力，使得滑块碰撞前后都做匀速运动。