题目内容
【题目】如图所示为“探究碰撞中的不变量”的实验装置示意图．
(1)因为下落高度相同的平抛小球(不计空气阻力)的飞行时间相同，所以我们在实验中可以用平抛运动的___________来替代平抛运动的初速度．
(2)本实验中，实验必须要求的条件是________．
A．斜槽轨道末端点的切线是水平的
B．斜槽轨道必须是光滑的
C．入射球与被碰球满足ma＞mb，ra＞rb
D．入射小球每次都从斜槽上的同一位置无初速度释放
(3)若mv为不变量，则实验中需验证的关系是________．
A．ma·ON＝ma·OP＋mb·OM B．ma·OP＝ma·OM＋mb·ON
C．ma·OP＝ma·ON＋mb·OM D．ma·OM＝ma·OP＋mb·ON
【答案】水平位移 AD B
【解析】
(1)由平抛运动规律
可知，当下落高度相同时落地时间相同，再根据
可知，
，所以可以用平抛运动的水平位移来替代平抛运动的初速度；
(2)A项：只有斜槽末端点切线水平才能保证碰后小球做平抛运动，故A正确；
B项：本实验必须要求入射小球在每次碰撞前的速度相同，与斜槽是否光滑无关，故B错误；
C项：由弹性碰撞规律，若小球质量小于被碰小球被碰小球的质量时，入射小球要被碰回，所以必须满足
，只有满足两小球的半径相同时，碰后两小球的速度才能在一条直线上，故C错误；
D项：由动能定理
可知，只有满足入射小球每次都从斜槽上的同一位置无初速度释放时，入射速度才能相同，故D正确。
(3)由题意，P点应是小球a没有与b碰撞时的落地位置，M点是碰后小球a的落地位置，N点是碰后小球b的落地位置
由动量守恒定律得：
用水平位移代替速度，则有：
，故B正确。
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