Question

某同學用如圖所示的裝置，利用兩個大小相同的小球做對心碰撞來驗證動量守恒定律，圖中AB是斜槽，BC是水平槽，它們連接平滑，O點為重錘線所指的位置．實驗時先不放置被碰球2，讓球1從斜槽上的某一固定位置G由靜止開始滾下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡，重復10次．然后將球2置于水平槽末端，讓球1仍從位置G由靜止滾下，和球2碰撞．碰后兩球分別在記錄紙上留下各自的痕跡，重復10次．實驗得到小球的落點的平均位置分別為 M、N、P．
（1）在此實驗中，球1的質量為m₁，球2的質量為m₂，需滿足m₁______ m₂（選填“大于”、“小于”或“等于”）．
（2）被碰球2飛行的水平距離由圖中線段______表示．
（3）若實驗結果滿足m1?

.

ON

=______，就可以驗證碰撞過程中動量守恒．

Answer 1

（1）在小球碰撞過程中水平方向動量守恒定律故有m₁v₀=m₁v₁+m₂v₂
在碰撞過程中動能守恒故有

1

2

m₁v₀²=

1

2

m₁v₁²+

1

2

m₂v₂²
解得v₁=

m1-m2

m1+m2

v0
要碰后入射小球的速度v₁＞0，即m₁-m₂＞0，
故答案為：大于．
（2）1球和2球相撞后，2球的速度增大，1球的速度減小，都做平拋運動，豎直高度相同，所以所以碰撞后2球的落地點是P點，所以被碰球2飛行的水平距離由圖中線段

.

OP

表示；
（3）N為碰前入射小球落點的位置，M為碰后入射小球的位置，P為碰后被碰小球的位置，
碰撞前入射小球的速度v1=

. ON

2h g

碰撞后入射小球的速度
v2=

. OM

2h g

碰撞后被碰小球的速度v3=

. OP

2h g

若m₁v₁=m₂v₃+m₁v₂則表明通過該實驗驗證了兩球碰撞過程中動量守恒，
帶入數據得：m₁

.

ON

=m₁

.

OM

+m₂

.

OP

故答案為：大于；

.

OP

；m₁?

.

OM

+m₂?

.

OP