Question

【題目】用如圖甲所示裝置結合頻閃照相機拍攝的照片的來驗證動量守恒定律，實驗步驟如下：

①用天平測出A、B兩個小球的質量mA和mB；

②安裝好實驗裝置，使斜槽的末端所在的平面保持水平；

③先不在斜槽的末端放小球B，讓小球A從斜槽上位置P由靜止開始釋放，小球A離開斜槽后，頻閃照相機連續拍攝小球A的兩位置(如圖乙所示)；

④將小球B放在斜槽的末端，讓小球A仍從位置P處由靜止開始釋放，使它們碰撞，頻閃照相機連續拍攝下兩個小球的位置(如圖丙所示)；⑤測出所需要的物理量。

請回答：

(1)實驗①中A、B的兩球質量應滿足_____________

(2)在步驟⑤中，需要在照片中直接測量的物理量有__________；(請選填“x0、y0、xA、yA、xB、yB”)

(3)兩球在碰撞過程中若動量守恒，滿足的方程是： ______________________.

Answer 1

【答案】 (1)mA>mB (2) x0、xA、xB(由于頻閃照相的頻率固定，因此只需要測量小球的水平位移) (3)mAx0＝mAxA＋mBxB

【解析】（1）在小球碰撞過程中水平方向動量守恒，故有mAv0=mAv1+mBv2，在碰撞過程中動能守恒，故有，解得，要碰后a的速度v1＞0，即mA-mB＞0，mA＞mB；（2）由于頻閃照相的頻率固定，因此只需要測量小球的水平位移，在步驟⑤中，需要在照片中直接測量的物理量有x0、xA、xB；（3）驗證的方程為mAx0＝mAxA＋mBxB