Question

【题目】如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研宄两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。 图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先将入射球m1多次从斜轨上S位置由静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP。然后把被碰小球m2静止于轨道的水平部分，再将入射小球 m1从斜轨上S位置由静止释放，与小球m2相撞，并多次重复。用天平测量两个小球的质量分别为m1、m2，并分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N，测量平抛射程OM、ON。

（1）关于本实验下列说法正确的是__________；

A.固定斜槽时，斜槽末端切线要调节水平

B.每次释放小球m1的位置S可以选择不同高度的地方

C.由于小球与斜槽间的摩擦对实验有影响，所以应该选用光滑的斜槽来做实验

D.确定小球落地点的位置时，需要用尽量小的圆将有效落点圈起来，则该圆的圆心就是小球的平均落地点

（2）若两球相碰前后的动置守恒，则动量守恒的表达式可表示为__________。

（3）经测定，m1=45.0g，m2=7.5 g，小球落地点的平均位置距O点的距离如图所示，碰撞前、后m1的动量分别为p1与p1′，若碰撞结束时m2的动量为P2′，则碰撞前、后总动量的比值=________。

Answer 1

【答案】AD m1OP=m1OM+m2ON 1.02

【解析】

（1）因为平抛运动的时间相等，根据，所以用水平射程可以代替速度，则需测量小球平抛运动的射程间接测量速度．故应保证斜槽末端水平，小球每次都从同一点滑下，故A正确，B错误；被碰小球碰撞前后的时间仅由下落高度决定，两球下落高度相同，时间相同，所以水平速度可以用水平位移数值表示即可，小球与斜槽间的摩擦对实验没有影响，故C错误；确定小球落地点的位置时，需要用尽量小的圆将有效落点圈起来，则该圆的圆心就是小球的平均落地点，以减小实验误差，故D正确。

（2）要验证动量守恒定律定律，即验证：m1v1=m1v2+m2v3，小球离开轨道后做平抛运动，它们抛出点的高度相等，在空中的运动时间t相等，上式两边同时乘以t得：m1v1t=m1v2t+m2v3t，得：m1OP=m1OM+m2ON。

（3）把测量的小球的质量以及图中的距离代入动量守恒公式中，得：碰撞前、后总动量的比值。