Question

在利用碰撞做“验证动量守恒定律”的实验中，实验装置如图甲所示，图中斜槽部分与水平槽部分平滑连接，按要求安装好仪器后开始实验．图中设计有一个支柱(通过调整，可使两球的球心在同一水平线上；上面的小球被碰离开后，支柱立即倒下)．先不放被碰小球，重复实验若干次：然后把被碰小球静止放在槽的水平部分的前端边缘支柱体B处(槽口)，又重复实验若干次，在白纸上记录下挂于槽口的重锤线在记录纸上的竖直投影点和各次实验时小球落点的平均位置，从左至右依次为O、M、P、N点，测得两小球直径相等，并用刻度尺测出OM、OP、ON的长度，入射小球和被碰小球的质量分别为m₁、m₂，则：

(1)两小球的直径用螺旋测微器核准相等，测量结果如图乙所示，则两小球的直径均为D=_________cm；

(2)当所测的物理量满足表达式______________(用所测物理量的字母表示)时，即说明两球碰撞遵守动量守恒定律；

(3)某次实验得出小球的落点情况如图丙所示，图中数据单位统一，假设碰撞动量守恒，两小球质量之比m₁：m₂=___．

Answer

1.2904(1.2902-1.2906) 4：1

【解析】（1）螺旋测微器的读数为12.5mm+0.01 mm×40.5=12.905mm=1.2905cm；
（2）两球离开轨道后做平抛运动，它们在控制的运动时间t相等，如果碰撞过程动量守恒，则：m1v0=m1v1+m2v2，两边同时乘以t得：m1v0t=m1v1t+m2v2t，
则：

（3）根据图中数据可得：

解得：m1：m2=4:1

点睛：本题考查动量守恒的验证，要掌握两球平抛的水平射程和水平速度之间的关系，是解决本题的关键，注意理解动量守恒定律的条件．同时注意B球的水平位移应用ON减去球的直径d．