Question

【題目】如圖，用“碰撞實驗器”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）實驗中，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__（填選項前的符號），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．然后，把被碰小球靜置于軌道的水平部分，再將入射球從斜軌上S位置靜止釋放，與小球相碰，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OP、OM、ON

（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）；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)（4分）C (2)（6分）ADE或DEA或DAE

(3)（每式8分）m1·OM＋m2·ON＝m1·OP m1·OM2＋m2·ON2＝m1·OP2

【解析】：①如前面的分析，可以用位移x來代替速度v，因此待測的物理量就是位移x、小球的質量m．

②待測的物理量就是位移x（水平射程OM，ON）和小球的質量m，所以，要完成的必要步驟是ADE．

③若兩球相碰前后的動量守恒，則m1v0=m1v1+m2v2，又OP=v0t，OM=v1t，ON=v2t，代入得：m1OP=m1OM+m2ON

若碰撞是彈性碰撞，滿足動能守恒，則：m1=m1+m2，代入得；m1OP2=m1OM2+m2ON2

故答案為：①C；②ADE；③m1OP=m1OM+m2ON m1OP2=m1OM2+m2ON2