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．小球做平拋運動的水平射程

(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

(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．

Answer 1

【答案】 C ADE m1OM+m2ON=m1OP

【解析】(1)驗證動量守恒定律實驗中,即研究兩個小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關系,直接測定小球碰撞前后的速度是不容易的,但是通過落地高度不變情況下水平射程來體現速度.所以C選項是正確的.
(2)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,再將入射球從斜軌上S位置靜止釋放,與小球相碰,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是必需的,由于要驗證動量守恒所以還要知道入射小球和被碰小球的質量，故選ADE

(3)若兩球相碰前后的動量守恒,則,又 , , ,代入得:

故本題答案是：(1). C (2). ADE (3). m1OM+m2ON=m1OP