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)实验中，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多次从倾斜轨道上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。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．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)若两球碰撞前后的动量守恒，其表达式为____________________[用(2)中测量的量表示]；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】C ADE m1·OM＋m2·ON=m1·OP m1·OM2＋m2·ON2=m1·OP2

【解析】

(1)[1]．小球碰前和碰后的速度都可用平抛运动来测定，即v=

即

m1=m1＋m2

而由H=gt2知，每次下落竖直高度相等，平抛时间相等。则可得

m1·OP=m1·OM＋m2·ON

故只需测射程，因而选C。

(2)[2]．由表达式知：在OP已知时，需测量m1、m2、OM和ON，故必要步骤A、D、E。

(3) [3][4]．若两球碰撞前后的动量守恒，其表达式为

m1·OP=m1·OM＋m2·ON

若为弹性碰撞，则同时满足动能守恒。

即

m1·OP2=m1·OM2＋m2·ON2。