Question

【题目】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)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从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相碰，并多次重复，分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N.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.测量平抛射程OM、ON

(2)经测定，m1=45.0g，m2=7.5g，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 ，碰撞结束时m2的动量为 实验结果说明，碰撞前后总动量的比值_________。(保留两位小数)

(3)有同学认为，在上述实验中仅更换两个小球的材质，其他条件不变，可以使被碰小球做平抛运动的射程增大.请你用纸带中已知的数据，分析和计算出被碰小球m2平抛运动射程ON的最大值为_____cm.(保留两位小数)

Answer 1

【答案】AD 1.01 76.80

【解析】

（1）[1]根据动量守恒定律，有

小球碰前碰后从同一高度做平抛运动，即平抛运动时间相等，根据平抛运动特点有

x1表示碰前小球平抛运动水平位移，x1'、x2分别表示碰后两小球的位移。整理知要验证动量守恒定律，需要验证的关系式为

故实验还需完成的必要步骤是：AD

（2）[2]碰撞前后总动量的比值

（3）[3]小球发生弹性碰撞时，被碰小球平抛射程最大，有

代入OP，得