Question

13．如图为“碰撞中的动量守恒”实验装置示意图
（1）入射小球m₁与被碰小球m₂直径相同，均为d，它们的质量相比较，应是m₁大于m₂．
（填大于、等于或小于）
（2）为了保证小球做平抛运动，必须调整斜槽使其末端切线水平．
（3）图2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m_l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m_l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ADE．（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
（4）若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为m₁OP=m₁OM+m₂ON （用（3）中测量的量表示）．

Answer 1

分析 （1）为了保证碰撞前后使入射小球的速度方向不变，故必须使入射小球的质量大于被碰小球的质量．
（2）为了保证小球做平抛运动，所以必须使斜槽的末端切线水平．
（3、4）根据动量守恒定律求出实验需要验证的表达式，然后根据表达式分析答题．

解答 解：（1）入射小球1与被碰小球2直径相同，即d₁=d₂，为防止两球碰撞后入射球反弹，入射球质量应大于被碰球质量，即：m₁＞m₂．
（2）要小球做平抛运动，则斜槽的末端必须水平．
（3）碰撞过程动量守恒，则m₁v₀=m₁v₁+m₂v₂，两边同时乘以时间t得：m₁v₀t=m₁v₁t+m₂v₂t，则m₁OP=m₁OM+m₂ON，
因此A实验需要测量两球的质量，然后确这落点的位置，再确定两球做平抛运动的水平位移，故选ADE．
（4）由（3）可知，实验需要验证的表达式为：m₁OP=m₁OM+m₂ON．
故答案为：（1）大于；（2）其末端切线水平；（3）ADE；（4）m₁OP=m₁OM+m₂ON．

点评 本题考查了实验需要测量的量、实验注意事项、实验原理、刻度尺读数、动量守恒表达式，解题时需要知道实验原理，根据动量守恒定律与平抛运动规律求出实验要验证的表达式是正确答题的前提与关键．