题目内容
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）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
C
（填选项前的序号），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．
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
m1?OM+m2?ON=m1?OP
m1?OM+m2?ON=m1?OP
（用（2）中测量的量表示）．分析：验证动量守恒定律实验中，质量可测而瞬时速度较难．因此采用了落地高度不变的情况下，水平射程来反映平抛的初速度大小，所以仅测量小球抛出的水平射程来间接测出速度．过程中小球释放高度不需要，小球抛出高度也不要求．最后可通过质量与水平射程乘积来验证动量是否守恒．
解答：解：（1）验证动量守恒定律实验中，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是通过落地高度不变情况下水平射程来体现速度．故选C．
（2）实验时，先让入射球ml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ml从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相碰，并多次重复．测量平均落点的位置，找到平抛运动的水平位移，因此步骤中D、E是必须的，而且D要在E之前．至于用天平秤质量先后均可以．故选ADE．
（3）设落地时间为t，则v0=
，v1=
，v2=
．
而动量守恒的表达式是m1v0=m1v1+m2v2
若两球相碰前后的动量守恒，则m1?OM+m2?ON=m1?OP 成立．
故答案为：（1）C，（2）ADE（3）m1?OM+m2?ON=m1?OP
（2）实验时，先让入射球ml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ml从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相碰，并多次重复．测量平均落点的位置，找到平抛运动的水平位移，因此步骤中D、E是必须的，而且D要在E之前．至于用天平秤质量先后均可以．故选ADE．
（3）设落地时间为t，则v0=
| OP |
| t |
| OM |
| t |
| ON |
| t |
而动量守恒的表达式是m1v0=m1v1+m2v2
若两球相碰前后的动量守恒，则m1?OM+m2?ON=m1?OP 成立．
故答案为：（1）C，（2）ADE（3）m1?OM+m2?ON=m1?OP
点评：验证动量守恒定律中，会在相同高度下，用水平射程来间接测出速度，将复杂问题简单化．
练习册系列答案
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