Question

【题目】某同学用图甲所示示装置来探究碰撞中的不变量

（1）实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，可以通过仅测量______间接地解决这个问题（请将选项前的字母代号填在题前的横线上）。

A.小球开始释放时距离桌面的高度h

B.小球抛出点距地面的高度H

C.小球做平抛运动的水平位移

D.抛出点到落点的距离

（2）实验步骤如下：

①取两个半径相同的小球A、B，实验时先不放球，使球从斜槽上某一固定点C由静止滚下，落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹，重复操作，从多次落点痕迹中找到平均落点，记为P；

②把月球静置于水平槽前端边缘处，让球仍从C处由静止滚下，月球和球碰撞后分别落在记录纸上留下各自的痕迹，重复操作，从多次落点痕迹中找到平均落点，分别记为M和N；

③重垂线所指的位置在记录纸上记为O点，将毫米刻度尺的0刻度线和O点对齐，如图乙所示，测得各平均落点M、P、N到O点的距离分别为x1、x2、x3；

④若小球A、B的质量分别为m1、m2，则实验需要探究的表达式为________________________（用步骤中所给的字母进行表示）。该同学测得小球A的质量m1=0.40kg，小球B的质量m2=0.20kg，则碰撞前m1 x2=_______________kgm；碰撞后m1 x1+m2 x3=_______________kgm；（上述两空的计算结果保留三位有效数字）。在实验误差允许的范围内，可认为碰撞前后A、B两小球组成的系统动量守恒。

Answer 1

【答案】C 0.034 0.034

【解析】

（1）[1]．验证动量守恒定律实验中，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是通过平抛的情况来代替时：设落地时间为t，则有：，落地高度不变情况下时间不变，水平射程来体现速度，故C正确，ABD错误。

（2）④[2]．要验证的表达式为

因为

带入可得：

[3][4]．由刻度尺读出：x1=2.65cm；x2=8.60cm；x3=11.50cm；

碰撞前

m1 x2=0.40×0.0860=0.034kgm；

碰撞后

m1 x1+m2 x3=0.40×0.0265+0.20×0.1150=0.034kgm；