为验证“两小球碰撞过程中动量守恒”,某同学用如图所示的装置依次进行了如下的实验操作:
Ⅰ.将斜槽轨道的末端调整水平,在一块平木板表面先后钉上白纸和复写纸,并将该木板竖直立于紧靠槽口处,使小球a从斜槽轨道上某固定点处由静止释放,撞到木板并在白纸上留下痕迹O;
Ⅱ.将木板向右平移适当的距离固定,再使小球a从原固定点处由静止释放,撞到木板上得到痕迹B;
Ⅲ.把半径与a相同的小球b静止放在斜槽轨道水平段的最右端,让小球a仍从原固定点处由静止释放,和小球b相碰后,两球撞在木板上得到痕迹A和C;
Ⅳ.用天平测得a、b两小球的质量分别为ma、mb,用刻度尺测量纸上O点到A、B、C三点的距离分别为y1、y2、y3;根据上述实验过程,回答:
(1)所选用的两小球质量关系应为ma____mb(填“<”、“>”、或“=”);
(2)小球a下滑过程中与斜槽轨道间存在摩擦力,这对实验结果______产生误差(填“会”或“不会”);
(3)用实验中所测得的量来验证两小球碰撞过程动量守恒,其表达式为____________。
【答案】> 不会
【解析】(1)在小球碰撞过程中水平方向动量守恒定律故有:mav0=mav1+mbv2
在碰撞过程中动能守恒,故有:mav02=mav12+mbv22
解得: ,知要使a球的速度方向不变,则ma>mb.
(2)此实验只要保证小球a到达斜槽末端的速度相等即可,则若小球a与斜槽有摩擦,对实验结果无影响;
(3)小球平抛运动的时间 ,则初速度: ,知平抛运动的初速度与下降高度二次方根的倒数成正比,当P0=P1+P2,即: 时,动量守恒.