Question

【題目】用“碰撞試驗器”可以驗證動量守恒定律，即研究兩個小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關系．

(1)試驗中，直接測定小球碰撞前后的速度是不容易的．但是，可以通過僅測量________(填選項前的序號)，間接地解決這個問題．

A．小球開始釋放高度h

B．小球拋出點距地面的高度H

C．小球做平拋運動的射程

(2)圖中O點是小球拋出點在地面上的垂直投影，實驗時，先讓入射球m1多次從斜軌上同一位置靜止釋放，找到其平均落地點的位置B，測量平拋射程OB。然后把被碰小球m2靜止于軌道的水平部分，再將入射小球m1從斜軌上相同位置靜止釋放，與小球m2相撞，并多次重復．接下來要完成的必要步驟是________(填選項的符號)

A．用天平測量兩個小球的質量m1、m2

B．測量小球m1開始釋放高度h

C．測量拋出點距地面的高度H

D．分別找到m1，m2相碰后平均落地點的位置A、C

E．測量平拋射程OA,OC

(3)若兩球相碰前后的動量守恒，其表達式可表示為_________________ (用(2)中測量的量表示)；

(4)若碰撞是彈性碰撞，那么還應滿足的表達式為________________(用(2)中測量的量表示)．

Answer 1

【答案】 （1）C （2）ADE （3） （4）

【解析】（1）小球離開軌道后做平拋運動，由于小球拋出點的高度相等，它們在空中的運動時間相等，小球的水平位移與小球的初速度成正比，可以用小球的水平位移代替其初速度，故選C．（2）要驗證動量守恒定律定律，即驗證： ，小球離開軌道后做平拋運動，它們拋出點的高度相等，在空中的運動時間t相等，則有： 、、，代入上式得： ，因此實驗需要測量：兩球的質量、小球的水平位移，故選ADE．（3）由（2）可知，實驗需要驗證： ，若碰撞過程沒有動能的損失，碰撞前后總動能保持不變，則有： ，將、、代入得： .