题目内容
【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：先安装好实验装置，在水平面上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，在白纸上记录下重垂线所指的位置O。接下来的实验步骤如下：
步骤1：不放小球2，让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并落在水平面上。重复多次，用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置P点；
步骤2：把小球2放在斜槽末端B点，让小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞。重复多次，并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置M、N点；
步骤3：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N到O点的距离，即OM、OP、ON的长度。
（1）对于上述实验操作，下列说法正确的是______。
A.应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下
B.斜槽轨道必须光滑
C.小球1的质量应大于小球2的质量
（2）上述实验除需测量OM、OP、ON的长度外，还需要测量的物理量有______。
A.B点距地面的高度h
B.小球1和小球2的质量、
C.小球1和小球2的半径r
（3）当所测物理量满足表达式_______用实验所测物理量的字母表示时，即说明两球碰撞遵守动量守恒定律。如果还满足表达式_____用实验所测量物理量的字母表示时，即说明两球碰撞时无机械能损失。
【答案】AC B m1OP=m1OM+m2ON m1OP2=m1OM2+m2ON2
【解析】
（1）[1]．因为平抛运动的时间相等，根据x=vt，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，小球每次都从轨道上同一点滑下，但是轨道不一定光滑；同时为了小球2能飞的更远，防止1反弹，球1的质量应大于球2的质量；故AC正确，B错误；故选AC.
（2）[2]．根据动量守恒得，m1OP=m1OM+m2ON，所以除了测量线段OM、OP、ON的长度外，还需要测量的物理量是小球1和小球2的质量m1、m2．故选B．
（3）[3]．因为平抛运动的时间相等，则水平位移可以代表速度，OP是A球不与B球碰撞平抛运动的位移，该位移可以代表A球碰撞前的速度，OM是A球碰撞后平抛运动的位移，该位移可以代表碰撞后A球的速度，ON是碰撞后B球的水平位移，该位移可以代表碰撞后B球的速度，要验证的关系是：
m1v0=m1v1+m2v2
将速度换成位移，则所测物理量满足表达式为：
m1OP=m1OM+m2ON
由功能关系可知，只要
成立则机械能守恒，故若
m1OP2=m1OM2+m2ON2
说明碰撞过程中机械能守恒．
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