某同学用如图甲所示装置,通过质量分别为m1、m2的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律,步骤如下:
①安装好实验装置,在地上铺一张白纸,白纸上铺放复写纸,记下重垂线所指的位置O;
②不放小球B,让小球A从斜槽上挡板处由静止滚下,并落在地面上;重复多次以确定小球落点位置;
③把小球B放在轨道水平槽末端,让小球A从挡板处由静止滚下,使它们碰撞:重复多次以确定碰撞后两小球的落点位置;
④用刻度尺分别测量三个落地点M、P、N离O点的距离,即线段的长度OM、OP、ON.
如图1所示,两根足够长的平行金属导轨MN、PQ相距为L,导轨平面与水平面夹角为α,金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上,且始终与导轨接触良好,金属棒的质量为m.导轨处于匀强磁场中,磁场的方向垂直于导轨平面斜向上,磁感应强度大小为B.金属导轨的上端与开关S、定值电阻R1和电阻箱R2相连.不计一切摩擦,不计导轨、金属棒的电阻,重力加速度为g.现在闭合开关S,将金属棒由静止释放.
当B=0.40T,L=0.50m,α=37°时,金属棒能达到的最大速度vm随电阻箱R2阻值的变化关系,如图2所示.取g=10m/s2 , sin37°=0.60,cos37°=0.80. 求定值电阻的阻值R1和金属棒的质量m