题目内容
【题目】如图，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______ （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．小球抛出点距地面的高度H
C．小球做平抛运动的射程
（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．然后，把被碰小球静置于轨道的水平部分，再将入射球从斜轨上S位置静止释放，与小球相碰，并多次重复．接下来要完成的必要步骤是______（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m1______ m2，r1______ r2（填“＞”，“＜”或“=”）
（4）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）；若碰撞是弹性碰撞，那么还应满足的表达式为______ （用（2）中测量的量表示）．
【答案】 C ADE ＞ = m1OP=m1OM+m2ON m1OP2=m1OM2+m2ON2
【解析】（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，即测量射程，C正确．
（2）要验证动量守恒定律定律，即验证
，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： 
，得： 
，因此实验需要测量：两球的质量、小球的水平位移，为了测量位移，应找出落点，选ADE．
（3）为了保证小球碰撞为对心正碰，且碰后不反弹，要求
；
（4）由（2）知，实验需要验证： 
；如果碰撞过程机械能守恒，则
，两边同时乘以
得
，则可得： 
．
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