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    2．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，为完成实验需满足C．
    A．m1＞m2，r1＞r2 B．m1＞m2，r1＜r2
    C．m1＞m2，r1=r2 D．m1＜m2，r1=r2
    ②实验中，不容易直接测定小球碰撞前后的速度，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．小球做平抛运动的水平位移
    ③图中O点是小球抛出点在地面上的竖直投影，实验时，先让入射小球多次从斜轨上S位置由静止释放，找到其平均落地点的位置．然后把被碰小球静置于轨道的水平部分末端，再将入射小球从斜轨上S位置由静止释放，多次重复，并找到碰撞后两球落点的平均位置．用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置离O点的距离，即线段OM、OP、ON的长度．入射小球的质量为m1，被碰小球的质量为m2，若满足关系式m1OP=m1OM+m2ON则两球碰撞前后系统动量守恒．

    分析 ①分析实验原理，明确实验中应满足的条件；
    ②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．
    ③根据碰撞前后动量守恒可以写成表达式，注意明确平抛运动时间相同．

    解答 解：①碰撞过程中动量、能量均守恒，因此有：m1v0=m1v1+m2v2
    $\frac{1}{2}$mv02=$\frac{1}{2}$mv12+$\frac{1}{2}$mv22，因此有：v1=$\frac{{m}_{1}-{m}_{2}}{{m}_{1}+{m}_{2}}$v0，因此要使入射小球m1碰后不被反弹，应该满足m1＞m2．
    由于两球要实现对心碰撞，故两球的半径应相同； 故选：C
    ②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，根据平抛运动规律，若落地高度不变，则运动时间不变，因此可以用水平射程大小来体现速度速度大小，故需要测量水平射程，故AB错误，C正确；
    ③根据平抛运动可知，落地高度相同，则运动时间相同，设落地时间为t，则：
    v0=$\frac{OP}{t}$，v1=$\frac{OM}{t}$，v2=$\frac{ON}{t}$，
    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，则需要验证表达式m1•OM+m2•ON=m1•OP即可．
    故答案为：①C；②C；③m1OP=m1OM+m2ON

    点评 该题考查用“碰撞试验器”验证动量守恒定律，该实验中，虽然小球做平抛运动，但是却没有用到速和时间，而是用位移x来代替速度v，成为是解决问题的关键．

    练习册系列答案
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     123456
    V（m/s）0.651.041.421.812.192.57

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