Question

15．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）实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是，可以通过仅测量B（填选项前的符号），间接地解决这个问题．
A．小球开始释放高度h
B．小球做平抛运动的水平射程
C．小球做平抛运动所用的时间
D．小球抛出点距地面的竖直高度H
（2）若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为m₁OP=m₁OM+m₂ON（用图中标识的量表示）；
（3）若碰撞是弹性碰撞，那么还应满足的表达式为m₁•OM²+m₂•ON²=m₁•OP²（用图中标识的量表示）．

Answer 1

分析 根据动量守恒定律求出实验需要验证的表达式，然后根据表达式分析答题；再根据机械能守恒定律可求得弹性碰撞中应满足的表达式．

解答 解：（1）碰撞过程动量守恒，则m₁v₀=m₁v₁+m₂v₂，两边同时乘以时间t得：m₁v₀t=m₁v₁t+m₂v₂t，则m₁OP=m₁OM+m₂ON，
因此A实验需要测量两球的质量，然后确这落点的位置，再确定两球做平抛运动的水平位移，从而代替速度的大小，故B正确，ACD错误；
（2）由（1）可知，实验需要验证的表达式为：m₁OP=m₁OM+m₂ON．
（3）若为弹性碰撞，则机械能守恒；根据机械能守恒定律可知：$\frac{1}{2}$m₁v²=$\frac{1}{2}$m₁v₁²+$\frac{1}{2}$m₂v₂²
则由v=$\frac{x}{t}$可知：m₁•OM²+m₂•ON²=m₁•OP²
故答案为：（1）B    （2）m₁OP=m₁OM+m₂ON；（3）m₁•OM²+m₂•ON²=m₁•OP²

点评 本题考查了实验需要测量的量、实验注意事项、实验原理、刻度尺读数、动量守恒表达式，解题时需要知道实验原理，根据动量守恒定律与平抛运动规律求出实验要验证的表达式是正确答题的前提与关键．