Question

【题目】如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。

(1)实验必须要求满足的条件是________

A．斜槽轨道必须是光滑的

B．斜槽轨道末端的切线是水平的

C．入射球每次都要从同一高度由静止滚下

D．若入射小球质量为m1，被碰小球质量为m2，则m1>m2

(2)图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程，然后，把被碰小球m1静置于轨道的末端，再将入射球m1从斜轨S位置静止释放，与小球m2相撞，并多次重复。接下来要完成的必要步骤是________(填选项的符号)

A．用天平测量两个小球的质量m1、m2

B．测量小球m1开始释放高度h

C．测量抛出点距地面的高度H

D．分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N

E．测量平抛射程

(3)若两球相碰前后的动量守恒，则其表达式可表示为_________________(用(2)中测量的量表示)；

Answer 1

【答案】BCD ADE

【解析】

在验证动量守恒定律的实验中，运用平抛运动的知识得出碰撞前后两球的速度，因为下落的时间相等，则水平位移代表平抛运动的速度．根据实验的原理确定需要测量的物理量．

（1）因为平抛运动的时间相等，根据v=x/t，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，但是轨道不一定是光滑的；同时为了使得被碰球能飞的更远，防止入射球反弹，球m1的质量应大于球m2的质量；故BCD正确，A错误；故选BCD.

（2）根据动量守恒得，m1v0=m1v1+m2v2，两球碰撞前后均做平抛运动，根据x=vt可以，由于时间相同，则x与v成正比，则要验证的关系可表示为： m1OP=m1OM+m2ON，所以要分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N，从而测量线段OM、OP、ON的长度外，同时还需要测量的物理量是小球1和小球2的质量m1、m2．故选ADE.
（3）若两球相碰前后的动量守恒，则其表达式可表示为m1OP=m1OM+m2ON；