Question

如右图所示，在做“碰撞中的动量守恒”的实验中，所用钢球的质量为m₁=17g，玻璃球的质量为m₂=5.1g，两球的半径均为r=0.80cm，某次实验得到如图2所示的记录纸（最小分度值为1cm），其中P点迹为入射小球单独落下10次的落点，M和N点迹为两球相碰并重复10次的落点，O是斜槽末端投影点．

（1）安装和调整实验装置的两点主要要求________ ；

（2）若小球飞行时间为0.1s，则入射小球碰前的动量p₁=______kg∙m/s，碰后的动量p₁′=_____  kg∙m/s ；被碰小球碰后的动量p₂′=_____ kg∙m/s（保留两位有效数字）

Answer

斜槽末端要水平 0.034 0.020 0.013

【解析】（1）本实验采有平抛运动分析动量守恒的实验，为了保证小球做平抛运动，并且能保证两小球为对心碰撞，应保证：斜槽末端要水平、小支柱到槽口的距离等于小球直径且两小球相碰时球心在同一水平线上； 
（2）由图可知，入射球的水平位移xP=20.0cm=0.20m；碰后入射球的水平距离为：xM=12.0cm=0.12m，被碰球的水平位移xN=28.0cm-1.6cm=26.4cm=0.264m；
则可知水平速度分别为： ； ； ；
则由P=mv可知，碰前动量P1=0.017×2=0.034kgm/s；入射球碰后的动量p1′=0.017×1.2=0.020kgm/s；被碰小球碰后的动量p2′=0.0051×2.64=0.013kgm/s

点睛：题考查用平抛运动的规律来验证动量守恒的实验，本实验采用平抛运动的竖直方向的自由落体运动来控制时间相等，从而分析水平射程即可明确水平速度．