题目内容
6．如图1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C（填选项前的符号），间接地解决这个问题．
A．小球开始释放时高度h
B．小球抛出点距地面的高度H
C．小球做平抛运动的射程
（2）图1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从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相碰，并多次重复．
接下来要完成的必要步骤是ADE．（填选项前的符号）
A．用天平测量两个小球的质量m1、m2
B．测量小球m1开始释放时高度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m1•OM+m2•ON=m1•OP（用（2）中测量的量表示）．
（4）经测定，m1=45.0g，m2=7.5g，小球落地点的平均位置距O点的距离如图2所示．碰撞前、后m1的动量分别为p1与p1′，则p1：p1′=14：11；若碰撞结束时m2的动量为p2′，则p1′：p2′=11：2.9．
实验结果说明，碰撞前、后总动量的比值为1.01．
分析 （1）根据实验原理分析答题．
（2）由动量守恒定律求出需要验证的表达式，根据表达式确定需要测量的量；
（3）根据②的分析确定需要验证的关系式．
（4）由动量的公式即可求出动量的大小，然后进行验证即可．
解答 解：（1）小球离开轨道后做平抛运动，由于小球抛出点的高度相等，它们在空中的运动时间相等，小球的水平位移与小球的初速度成正比，可以用小球的水平位移代替其初速度，选项C正确；
故选：C
（2）要验证动量守恒定律定律，即验证：m1v1=m1v2+m2v3，小球离开轨道后做平抛运动，它们抛出点的高度相等，在空中的运动时间t相等，
上式两边同时乘以t得：m1v1t=m1v2t+m2v3t，得：m1OP=m1OM+m2ON，
因此实验需要测量：两球的质量、小球的水平位移，
故选：ADE．
（3）由②可知，实验需要验证：m1OP=m1OM+m2ON；
（4）由于m1=45.0g，m2=7.5g，小球落地点的平均位置距O点的距离如图2所示．碰撞前、后m1的动量分别为p1与p1′，则p1：p1′=m1OP：m1OM=OP：0M=$\frac{44.80}{35.20}=\frac{14}{11}$；
若碰撞结束时m2的动量为p2′，则p1′：p2′=m1OM：m2ON=$\frac{45.0×35.2}{7.5×55.68}=\frac{11}{2.9}$
实验结果说明，碰撞前、后总动量的比值：$\frac{{P}_{初}}{{P}_{末}}=\frac{14}{11+2.9}=1.01$
以上的计算结果表面在误差允许的情况下，系统的动量守恒．
故答案为：（1）C；（2）ADE；（3）m1•OM+m2•ON=m1•OP；（4）14，2.9，1.01
点评 实验的一个重要的技巧是入射球和靶球从同一高度作平抛运动并且落到同一水平面上，故下落的时间相同，所以在实验的过程当中把本来需要测量的速度改为测量平抛过程当中水平方向发生的位移，可见掌握了实验原理才能顺利解决此类题目．
阶梯计算系列答案| A． | 加速上升中的火箭 | B． | 沿粗糙斜面向上冲的物体 | ||
| C． | 抛出的钢球做平抛运动 | D． | 跳伞运动员在空中匀速下降 |
| A． | 出租车是按位移的大小来计费的 | |
| B． | 出租车是按路程来计费的 | |
| C． | 物体在运动过程中，位移大小不会大于路程 | |
| D． | 物体只有做单向直线运动时，位移大小和路程相等 |
| A． | 方向垂直于接触面 | B． | 方向始终与物体的运动方向相同 | ||
| C． | 大小与正压力成反比 | D． | 大小与正压力成正比 |
| A． | 处于匀强磁场中的通电直导线一定受到安培力的作用 | |
| B． | 安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现 | |
| C． | 在匀强磁场中运动的带电粒子受到的洛伦兹力不做功 | |
| D． | 通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向平行 |
试管中装满血液，封住管口后，将此管管口向里固定在转盘上，如图所示，当转盘以一定的角速度转动时（ ）| A． | 血液中密度大的物质将聚集在管的底部 | |
| B． | 血液中密度大的物质将聚集在管口处 | |
| C． | 血液中密度大的物质将聚集在管的中央 | |
| D． | 血液中的各物质仍均匀分布在管中 |
| A． | 物体做机械振动，一定产生机械波 | |
| B． | 后振动的质点总是跟着先振动的质点重复振动，只是时间落后一些 | |
| C． | 参与振动的质点都有相同的频率 | |
| D． | 机械波是介质随波迁移，也是振动能量的传递 |
| A． | 熵增加原理说明一切自然过程总是向着分子热运动的无序性减小的方向进行 | |
| B． | 热量可能从低温物体传递给高温物体 | |
| C． | 水可以浸润玻璃，但不能浸润石蜡，这个现象表明一种液体能否浸润某种固体与这两种物质的性质都有关系 | |
| D． | 布朗运动是在显微镜中看到的液体分子的无规则运动 |
| A． | 伽利略认为运动物体如果没有受到力的作用，将继续以同一速度沿同一直线运动 | |
| B． | 法拉第不仅提出了场的概念，而且直观地描绘了场的清晰图象 | |
| C． | 牛顿第二定律对宏观物体和微观物体的研究都适用 | |
| D． | 法拉第根据电流的磁效应现象得出了法拉第电磁感应定律 |