Question

【题目】某同学用如图所示的装置，研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量和机械能关系．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多次从斜轨上的G位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量出平抛的射程OP．然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射小球m1从斜轨上的G位置由静止释放，与小球m2相碰，并且多次重复．实验得到小球的落点的平均位置分别为M、P、N．

(1)实验必须要求满足的条件是：____

A．斜槽轨道必须是光滑的

B．斜槽轨道末端的切线是水平的

C．测量抛出点距地面的高度H

D．若入射小球质量为m1，被碰小球质量为m2，则m1＞m2

(2)若实验结果满足____，就可以验证碰撞过程中动量守恒．

(3)若碰撞是弹性碰撞，那么还应该满足的表达式为____．

Answer 1

【答案】BD m1·OP=m1·OM+ m2·ON

【解析】

(1)[1]AB．为使小球做平抛运动且每次初速度相同，应保证斜槽末端水平，小球每次都从同一点滑下，但是轨道不一定是光滑的；故A项错误，B项正确。

CD．因为平抛运动的时间相等，根据v=x/t，所以用水平射程可以代替速度，不需要测量抛出点距地面的高度H，需测量小球平抛运动的射程间接测量速度．为了防止入射球反弹，球m1的质量应大于球m2的质量；故C错误，D正确。

(2)[2]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：

若动量守恒则：

若两球相碰前后的动量守恒，需要验证表达式：

(3)[3]若为弹性碰撞，则碰撞前后系统动能相同，有：

即满足关系式：