Question

把兩個大小相同、質量不等的金屬球用細線連接，中間夾一被壓縮了的輕彈簧，置于光滑的水平桌面上，如圖所示，燒斷細線，觀察兩球的運動情況，進行必要的測量，驗證物體間相互作用時動量守恒．①需測量的數據是：

兩小球的質量m₁和m₂，兩小球落地點到桌面邊緣的水平距離S₁，S₂

②用所得數據驗證動量守恒定律的關系式是：

m₁S₁=m₂S₂

．

Answer 1

分析：燒斷細線后，兩球離開桌面做平拋運動，由于高度相等，則平拋的時間相等，水平位移與初速度成正比，把平拋的時間作為時間單位，小球的水平位移可替代平拋運動的初速度．將需要驗證的關系速度用水平位移替代．

解答：解：取小球1的初速度方向為正方向，兩小球質量和平拋初速度分別為m₁、m₂，v₁、v₂，平拋運動的水平位移分別為S₁、S₂，平拋運動的時間為t．
        需要驗證的方程：0=m₁v₁-m₂v₂
                 又v₁=

S1

t

，v₂=

S2

t

           代入得到m₁S₁=m₂S₂
         故需要測量兩小球的質量m₁和m₂，兩小球落地點到桌面邊緣的水平距離S₁，S₂
故本題答案是：
兩小球的質量m₁和m₂，兩小球落地點到桌面邊緣的水平距離S₁，S₂；m₁S₁=m₂S₂

點評：本題是運用等效思維方法，平拋時間相等，用水平位移代替初速度，這樣將不便驗證的方程變成容易驗證．