在“验证动量守恒定律”的实验中,实验装置如图所示.槽口末端在水平地面上的竖直投影为O点,实验中可供选择的碰撞小球均为直径相同的硬质小球,碰撞时都可认为是弹性碰撞.设入射小球的质量为m1,被碰小球的质量为m2.
(1)为了使入射小球在碰撞后不被反弹,则应使m1____m2.(填“>”“=”或“<”);
(2)为了保证入射小球和被碰小球离开槽口后均做平抛运动,必须调整斜槽末端____;
(3)在(1)(2)条件的前提下,让入射小球从同一高度沿斜槽滑下,实验中将被碰小球放入槽口末端前后的落点如图中A、B、C所示,图中OA=x1,OB=x2,OC=x3,为验证小球碰撞前后动量守恒,实验中____(填“需要”或“不需要”)测量槽口末端到水平地面的高度h.若实验中小球碰撞前后动量守恒,则应满足的关系式为m1x2=__________.
(1) (2)水平 (3)不需要,
【解析】
(1)为了保证小球碰撞为对心正碰,且碰后不反弹,要求ma>mb,ra=rb
(2)要保证每次小球都做平抛运动,则轨道的末端必须水平;
(3)小球离开轨道后做平抛运动,它们抛出点的高度相等,在空中的运动时间t相等,所以不需要测量槽口末端到水平地面的高度h.
要验证动量守恒定律定律,即验证:, 上式两边同时乘以t得:,得:,
【点睛】(1)在做“验证动量守恒定律”的实验中,是通过平抛运动的基本规律求解碰撞前后的速度的,所以要保证每次小球都做平抛运动,则轨道的末端必须水平.
(2)由动量守恒定律求出需要验证的表达式,根据表达式确定需要测量的量;
(3)根据(2)的分析确定需要验证的关系式.
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