Question

【題目】如圖1所示，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）圖1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S位置靜止釋放，找到其平均落地點的位置P，測量平拋射程OP．然后，把被碰小球m2靜置于軌道的水平部分，再將入射球m1從斜軌上S位置靜止釋放，與小球m2相碰，并多次重復．接下來要完成的必要步驟是__．（填選項前的符號）

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M、N

E．測量平拋射程OM、ON

（2）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）；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）．

（3）經測定，m1=45.0g，m2=7.5g，小球落地點的平均位置距O點的距離如圖2所示．碰撞前、后m1﹣的動量分別為p1與p1′，則p1：p1′=__：11；若碰撞結束時m2的動量為p2′，則p1′：p2′=11：__．實驗結果說明，碰撞前、后總動量的比值為__．

Answer 1

【答案】 ADE

【解析】（1）實驗時，先讓入射球ml多次從斜軌上S位置靜止釋放，找到其平均落地點的位置P，測量平拋射程OP，然后，把被碰小球m2靜置于軌道的水平部分，再將入射球ml從斜軌上S位置靜止釋放，與小球m2相碰，并多次重復，測量平均落點的位置，找到平拋運動的水平位移，因此步驟中D、E是必須的，而且D要在E之前，至于用天平秤質量先后均可以，所以答案是ADE或DEA；

（2）設落地時間為t，則，，；

而動量守恒的表達式是，

動能守恒的表達式是，

所以若兩球相碰前后的動量守恒，則成立，

若碰撞是彈性碰撞，動能是守恒的，則有成立；

（3）碰撞前后m1動量之比：

（1～1.01均正確）。