实验：验证动量守恒定律
1．在实验室里为了验证动量守恒定律，一般采用如图甲、乙所示的两种装置．
(1)若入射小球质量为m1，半径为r1，被碰小球质量为m2，半径为r2，则________．
A．m1>m2，r1>r2 B．m1>m2，r1<r2
C．m1>m2，r1＝r2 D．m1<m2，r1＝r2
(2)若采用如图乙所示装置进行实验，以下所提供的测量工具中必需的是________．
A．直尺 B．游标卡尺
C．天平 D．弹簧测力计
E．停表
(3)设入射小球的质量为m1，被碰小球的质量为m2，则在用如图甲所示装置进行实验时(P为碰前入射小球落点的平均位置)，所得“验证动量守恒定律”的结论为________________．(用装置图中的字母表示)
解析：(1)为防止反弹造成入射球返回斜槽，要求入射球质量大于被碰球质量，即m1>m2，为使入射球与被碰球发生对心碰撞，要求两小球半径相同，故选项C正确．
(3)得出验证动量守恒定律的结论应为m1OP＝m1OM＋m2O′N.
答案：(1)C (2)AC (3)m1OP＝m1OM＋m2O′N
2．气垫导轨工作时，可忽略滑块与导轨表面间的阻力影响，现借助其验证动量守恒定律，在水平气垫导轨上放置质量均为m的A、B(图甲中未标出)两滑块，左侧滑块的左端、右侧滑块的右端分别与一条穿过打点计时器的纸带相连，打点计时器电源的频率为f.气垫导轨正常工作后，接通两个打点计时器的电源，待打点稳定后让两滑块以大小不同的速度相向运动，两滑块相碰后粘在一起继续运动．如图所示的乙和丙为某次实验打出的、分别与两个滑块相连的两条纸带，在纸带上以同间距的6个连续打点为一段划分纸带，用刻度尺分别测出其长度为s1、s2和s3.
(1)若碰前滑块A的速度大小大于滑块B的速度大小，则滑块________ (选填“A”或“B”)是与纸带乙的________(选填“左”或“右”)端相连．
(2)碰撞前A、B两滑块的动量大小分别为________、________，实验需要验证是否成立的表达式为________(用题目所给的已知量表示)．
解析：(1)因碰前A的速度大小大于B的速度大小，A、B的速度方向相反，且碰后速度相同，故根据动量守恒定律可知，乙中s1和丙中s3是两滑块相碰前打出的纸带，乙中s2是相碰后打出的纸带，所以滑块A应与乙纸带的左侧相连．
(2)碰撞前两滑块的速度大小分别为：
v1＝＝＝0.2s1f
v2＝＝0.2s3f
碰撞后两滑块的共同速度大小为：
v＝＝0.2s2f
所以碰前两滑块动量大小分别为：
p1＝mv1＝0.2mfs1，p2＝mv2＝0.2mfs3，
碰前总动量为：p＝p1－p2＝0.2mf(s1－s3)；
碰后总动量为：p′＝2mv＝0.4mfs2.
要验证动量守恒定律，则一定有：0.2mf(s1－s3)＝0.4mfs2.
答案：(1)A 左 (2)0.2mfs1 0.2mfs3 0.2mf(s1－s3)＝0.4mfs2
