Question

【题目】为了验证碰撞中的动量守恒和检验两个小球的碰撞是否为弹性碰撞，某同学选取了两个体积相同、质量不相等的小球1和2，按下述步骤做了如下实验：

①用天平测出两个小球的质量（分别为m1和m2，且m1＞m2）；

②按照如图所示的那样，安装好实验装置，将斜槽AB固定在桌边，使槽的末端点的切线水平．将一斜面BC连接在斜槽末端；

③先不放小球2，让小球1从斜槽顶端A处由静止开始滚下，记下小球在斜面上的落点位置E；

④将小球2放在斜槽前端边缘上，让小球1从斜槽顶端A处仍由静止滚下，使它们发生碰撞，记下小球1和小球2在斜面上的落点位置；

⑤用毫米刻度尺量出各个落点位置到斜槽末端点B的距离．图中D、E、F点是该同学记下的小球在斜面上的几个落点位置，到B点的距离分别为LD、LE、LF．

根据该同学的实验，请你回答下列问题：

（1）小球1与2发生碰撞后，1的落点是图中的 点，2的落点是图中的 点．

（2）用测得的物理量来表示，只要满足关系式 ，则说明碰撞中动量是守恒的．

（3）用测得的物理量来表示，只要再满足关系式 ，则说明两小球的碰撞是弹性碰撞．

Answer 1

【答案】（1）D 和 F

（2）

（3）或

【解析】试题分析：（1）小球从斜槽顶端A处由静止开始滚下， 的落点在图中的E点，

（2）碰撞前，小于落在图中的E点，设其水平初速度为．小球和发生碰撞后， 的落点在图中的D点，设其水平初速度为， 的落点是图中的F点，设其水平初速度为．设斜面BC与水平面的倾角为，由平抛运动规律得： ，解得： ，同理可解得： ，所以只要满足即： 则说明两球碰撞过程中动量守恒；

（3）若两小球的碰撞是弹性碰撞，则碰撞前后机械能没有损失．则要满足关系式，即