摘要：14．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)试验中.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 .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.再将入射小球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 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 , 若碰撞是弹性碰撞.那么还应满足的表达式为 ． (4)经测定.m1＝45.0 g.m2＝7.5 g.小球落地点的平均位置距O点的距离如图所示． 碰撞前.后m1的动量分别为p1与p1′.则p1∶p1′＝ ∶11,若碰撞结束时m2的动量为p2′.则p1′∶p2′＝11∶ . 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.其它条件不变.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.分析和计算出被撞小球m2平抛运动射程ON的最大值为 cm. 解析:(1)小球碰撞前后做平抛运动.运动时间相同.水平方向做匀速直线运动.可用水平的位移代替水平速度． (2)碰撞结束后.要完成的步骤有测两球的质量.找落点.测平抛射程． (3)碰撞中满足动量守恒.m1v1＝m1v1′+m2v2′ m1＝m1+m2即m1OP＝m1OM+m2ON 弹性碰撞时.满足能量守恒 m1v＝m1v′+m2v′ 化简得.m1OP2＝m1OM2+m2ON2 (4)p1∶p1′＝(m1·OP)∶(m1·OM)＝14∶11 p1′∶p2′＝(m1·OM)∶(m2·ON)＝11∶2.9 p1∶(p1′+p2′)＝(m1·OP)∶(m1·OM+m2·ON)＝1.01∶1 答案:ADE或DEA或DAE (3)m1·OP＝m1·OM+m2·ON m1·OP2＝m1·OM2+m2·ON2 (4)14 2.9 176.8

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