题目内容
【题目】某同学利用如下实验装置研究物体m1和m2碰撞过程中守恒量。实验步骤如下：
①如图所示，将白纸、复写纸固定在竖直放置的木条上，用来记录实验中球m1、球m2与木条的撞击点．
②将木条竖直立在轨道末端右侧并与轨道接触，让入射球m1从斜轨上A点由静止释放，撞击点为B′；
③将木条平移到图中所示位置，入射球m1从斜轨上A点由静止释放，确定撞击点；
④球m2静止放置在水平槽的末端相撞，将入射球m1从斜轨上A点由静止释放，确定球m1和球m2相撞后的撞击点；
⑤测得B′与N、P、M各点的高度差分别为h1、h2、h3。
根据该同学的实验，问答下列问题：
（1）两小球的质量关系为m1____m2（填“>”、“=”或“<”）
（2）木条平移后，在不放小球m2时，小球m1从斜轨顶端A处由静止开始释放，m1的落点在图中的________点，把小球m2放在斜轨末端边缘B处，小球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚下，使它们发生碰撞，碰后小球m1的落点在图中的________点。
（3）若再利用天平测量出两小球的质量分别为m1、m2，则满足________________表示两小球碰撞前后动量守恒；若满足___________表示两小球碰撞前后的机械能守恒。
【答案】＞ P M 
【解析】
(1) 为了防止两球碰后出现反弹现象，入射球的质量一定要大于被碰球的质量；
(2) 由图可知，两小球打在竖直板上，则可知，三次碰撞中水平位移相等，则可知，水平速度越大，竖直方向下落的高度越小，则由碰撞规律可知，碰后被碰球的速度最大，故其下落高度最小，而碰后入射球速度最小，其下落高度最大，则可知，在不放小球m2时，小球m1从斜轨顶端A点由静止释放，m1的落点在图中的P点，而碰后入射球落到M点；
(3) 根据平抛运动规律可知，下落时间
，则可知，速度
，则可解得：
若满足动量守恒，则一定有：
，联立解得：
若满足机械能守恒，则有：
，联立解得：。
