题目内容
【题目】某同学用如图所示的装置，利用两个大小相同的小球做对心碰撞来验证动量守恒定律，图中AB是斜槽，BC是水平槽，它们连接平滑，O点为过水平槽末端C的重锤线所指的位置．实验时先不放置被碰球2，让球1从斜槽上的某一固定位置G由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹，重复10次，得到球1落点的平均位置为P．然后将球2置于水平槽末端，让球1仍从位置G由静止滚下，和球2碰撞，碰后两球分别在记录纸上留下各自的痕迹，重复10次．实验得到两小球的落点的平均位置分别为M、N．
⑴在该实验中，不需要用的器材是下列器材中的________．(单选题、填序号)
A．天平 B．刻度尺 C．秒表 D．大小相同的钢球和硬橡胶球各一个
⑵在此实验中，球1的质量为
，球2的质量为
，需满足________(选填“大于”、“小于”或“等于”)．
⑶被碰球2飞行的水平距离由图中________线段表示．
⑷某次实验中得出的落点情况如图所示，假设碰撞过程中动量守恒，则入射小球质量 和被碰小球质量之比为____________．
⑸若该碰撞是弹性碰撞，则线段OM、ON、OP应满足的关系是：________________(只用线段OM、ON、OP表示)．
【答案】 C 大于 ON 4∶1 
【解析】（1）在小球碰撞过程中水平方向遵从动量守恒定律，故有：
在做平抛运动的过程中，由于飞行时间相等，所以得：
，
即：
可知，需要两个质量不等大小相等的小球，且要用天平测量小球的质量，使用刻度尺测量小球在水平方向的位移，不需要测飞行时间，即不需要秒表，故选C；
（2）在小球碰撞过程中水平方向动量守恒定律故有：
在碰撞过程中动能守恒故有：
，
解得：
要碰后入射小球的速度
，即
，则
故答案为：大于．
（3）1球和2球相撞后，2球的速度增大，1球的速度减小，都做平抛运动，竖直高度相同，所以所以碰撞后2球的落地点是N点，所以被碰球2飞行的水平距离由图中线段
表示；
（4）由动量守恒表达式：，将
，
，
，代入得：
（5）若为弹性碰撞，则在小球碰撞过程中遵从动量守恒定律：
在碰撞过程中动能也守恒：，
又
，
，
，结合，可得：
，
