Question

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关于本实验下列说法正确的是：                      
A．入射小球的质量应比被碰小球质量大                                                                                                                                                                 
B．小球与斜槽间的摩擦对实验没有影响
C．入射球必须从同一高度释放
D. 斜槽一定要固定好，末端切线不需要调节水平
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OP.
然后，把被碰小球m₂静置于轨道的水平部分，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OM、ON
③若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为________________________(用②中测量的量表示)；
④经测定，m₁＝45.0 g，m₂＝7.5 g，小球落地点的平均位置距O点的距离分别为35.20cm、44.80cm、55.68cm如图所示．

实验结果说明，碰撞前、后总动量的比值为________．
⑤有同学认为，在上述实验中仅更换两个小球的材质，其他条件不变，可以使被碰小球做平抛运动的射程增大．请你用④中已知的数据，分析和计算出被碰小球m₂平抛运动射程ON的最大值为 ________ cm.

Answer 1

①ABC   ② ADE或DEA或DAE
③m₁·OM＋m₂·ON＝m₁·OP　　④　1～1.01　⑤76.8

①被碰小球碰撞前后的时间仅由下落高度决定，两球下落高度相同，时间相同，所以水平速度可以用水平位移数值表示．
②本实验需要测量的量有两小球的质量m₁、m₂和平抛射程OM、ON，显然要确定两小球的平均落点M和N的位置．
③碰撞过程中，动量守恒，即碰撞前的动量m₁·OP等于碰撞后的动量m₁·OM＋m₂·ON；
④把测量的小球的质量以及图中的距离代入动量守恒公式中，就可以得出结果．
⑤当碰撞为弹性碰撞时，被碰小球射程最大，把数据代入③中的两个方程，可以得出结果．