Question

【题目】用如图所示的实验装置验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。

（1）若球1的质量为m1，半径为r1； 球2的质量为m2，半径为r2，为完成实验需满足_______________(填字母代号)

A．m1>m2，r1>r2 B．m1>m2，r1<r2

C．m1>m2，r1=r2 D．m1<m2，r1=r2

（2）图3中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让球1多次从斜轨上A 点由静止释放，找到平均落地点的位置P。然后，把球2静置于轨道的水平部分边缘位置B点， 再将球1从斜轨上A点由静止释放，使它们碰撞，重复多次，并找到碰撞后两球落点的平均位置M 、N。在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量? _______(填字母代号)。

A．水平轨道上未放球2时，测量球1落点位置P到0点的距离OP

B．球1和球2相碰后，测得落点位置M、N到0点的距离0M、0N

C．测量球1和球2的直径

D．测量球1和球2的质量m1、m2

E．测量球1开始释放的髙度h

F．测量球抛出点距地面的高度H

（3）若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为_______________________(用（2）中测量的量表示)；若碰撞是弹性碰撞，那么还应满足的表达式为_________________(用（2）中测量的量表示)。

（4）若m1=45．0g、m2=9．0g，OP=46．20cm．则ON可能的最大值为____________cm．

Answer 1

【答案】 C ABD 77/77.0

【解析】（1）为保证两球发生对心正碰，两球的半径应相等，为防止碰撞后入射球反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量，故选AC；

（2）小球离开轨道后做平抛运动，由于小球做平抛运动时抛出点的高度h相同，则它们在空中的运动时间t相等，验证碰撞中的动量守恒，需要验证，则： ，由图所示可知，需要验证： ，因此实验需要测量的量有：①入射小球的质量，②被碰小球的质量，③入射小球碰前平抛的水平位移，④入射小球碰后平抛的水平位移，⑤被碰小球碰后平抛的水平位移，ABD正确

（3）根据（2）可知需要验证： ，若碰撞是弹性碰撞，动能是守恒的，则有： ，即

（4）发生弹性碰撞时，被碰小球获得速度最大，根据动量守恒的表达式是，由，联立解得： ，根据可得最大射程为： ；