Question

【題目】某同學(xué)用如圖甲所示的裝置來驗證動量守恒定律，該裝置由水平長木板及固定在木板一端的硬幣發(fā)射器組成，硬幣發(fā)射器包括支架、彈片及彈片釋放裝置，釋放彈片可將硬幣以某一初速度彈出。已知一元硬幣和五角硬幣與長木板間動摩擦因數(shù)相同，主要實(shí)驗步驟如下：

①將一元硬幣置于發(fā)射槽口，釋放彈片將硬幣發(fā)射出去，硬幣沿著長木板中心線運(yùn)動，在長木板中心線的適當(dāng)位置取一點(diǎn)O，側(cè)出硬幣停止滑動時硬幣右側(cè)到O點(diǎn)的距離。再從同一位置釋放彈片將硬幣發(fā)射出去，重復(fù)多次，取該距離的平均值記為，如圖乙所示；

②將五角硬幣放在長木板上，使其左側(cè)位于O點(diǎn)，并使其直徑與中心線重合，按步驟①從同一位置釋放彈片，重新彈射一元硬幣，使兩硬幣對心正碰，重復(fù)多次，分別測出兩硬幣碰后停止滑行時距O點(diǎn)距離的平均值和，如圖丙所示。

（1）為完成該實(shí)驗，除長木板，硬幣發(fā)射器，一元及五角硬幣，刻度尺外，還需要的器材為______；

（2）實(shí)驗中還需要測量的物理量為_____________，驗證動量守恒定律的表達(dá)式為___________（用測量物理量對應(yīng)的字母表示）。

Answer 1

【答案】 天平 一枚一元硬幣質(zhì)量m1

【解析】試題分析：（1）明確實(shí)驗原理，根據(jù)驗證動量守恒定律的實(shí)驗方法明確應(yīng)測量的物理量，從而確定應(yīng)選用的儀器；（2）根據(jù)動量守恒定律進(jìn)行分析，明確各對應(yīng)的物理量的測量方法，同時根據(jù)動量守恒定律列式即可得出對應(yīng)的表達(dá)式．

（1）在驗證動量守恒定律時需要測量速度和質(zhì)量，由題意可知，初速度可以利用位移求解，而質(zhì)量需要用到天平進(jìn)行測量；

（2）為了得出動量守恒定律的表達(dá)式應(yīng)測量質(zhì)量，故應(yīng)分別測出一枚一元硬幣質(zhì)量；一枚五角硬幣質(zhì)量；硬幣在桌面上均做加速度相同的勻減速運(yùn)動，根據(jù)速度和位移關(guān)系可知， ，則有，由動量守恒定律可知，聯(lián)立則有：只需驗證即可明確動量是否守恒．