题目内容
【题目】碰撞一般分为弹性碰撞和非弹性碰撞，发生弹性碰撞时，系统的动量守恒，机械能也守恒；发生非弹性碰撞时，系统的动量守恒，但机械能不守恒。为了判断碰撞的种类，某实验兴趣小组用如图“碰撞实验器”设计了如下实验。实验步骤如下：
①按照如图所示的实验装置图，安装实物图；
②调整斜槽末端水平，O为斜槽末端竖直投影；
③在轨道上固定一挡板S，从贴紧挡板S处由静止释放质量为m1的小球1，小球1落在P点，用刻度尺测得P点与O点距离2L；
④在装置末端放置一个大小与小球1相同的小球2，其质量为m2。现仍从S处静止释放小球1，小球1与小球2发生正碰，小球2落在N点，小球1落在M点，测得OM为L，ON为3L。
(1)若入射小球质量为m1，半径为r1被碰小球质量为m2，半径为r2，则要求_______；
A.
；
B.；
C.；
D.
；
(2)小球1与小球2的质量之比
____。
(3)若两小球均看作质点，以两球为系统，碰前系统初动能
____，碰后系统末动能
____，则系统机械能 _____（选填“守恒”或“不守恒”）。（
、
用题目中字母H、
、L和重力加速度g表示）
【答案】C 3：1 
守恒
【解析】
（1）[1]在小球碰撞过程中水平方向动量守恒，有
在碰撞过程中机械能守恒，有
解得
要碰后入射小球的速度
，即
解得
为了使两球发生正碰，两小球的半径相同，所以
，故C正确，ABD错误；
（2）[2]球1运动到C端的速度为v1，在空中做平抛运动，水平方向
，
解得
由于球1两次均从同一高度自由下滑，到C端速度均为v1，设球1与球2碰撞后速度分别为
和
，碰后两球在空中均做平抛运动，根据平抛运动规律可得
，
碰撞前后球1和球2组成的系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得
即
解得
（3）[3][4][5]以两球为系统，碰前系统初动能
碰后系统末动能
由上两式可知在碰撞过程中系统机械能守恒。
