Question

【题目】用“碰撞试验器”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________(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多次从斜轨上同一位置静止释放，找到其平均落地点的位置B，测量平抛射程OB。然后把被碰小球m2静止于轨道的水平部分，再将入射小球m1从斜轨上相同位置静止释放，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A、C

E．测量平抛射程OA,OC

(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)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)．

Answer 1

【答案】 （1）C （2）ADE （3） （4）

【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，故选C．（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，则有： 、、，代入上式得： ，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： ，若碰撞过程没有动能的损失，碰撞前后总动能保持不变，则有： ，将、、代入得： .