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)若入射小球质量为m1，半径为r1；被碰小球质量为m2，半径为r2，为完成实验需满足（______）

A．m1＞m2，r1＞r2 B．m1＞m2，r1＜r2 C．m1＞m2，r1=r2 D．m1＜m2，r1=r2

(2)以下是本实验需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碰撞前后平均落地点的位置M、P、N；

E．测量平抛射程OM，OP，ON。

(3)若两个小球相碰前后的动量守恒，验证动量守恒的表达式可以表示为__________（利用(2)中所测量的物理量表示）

Answer 1

【答案】 C ADE

【解析】（1）验证动量守恒定律实验中，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系，为保证碰撞在水平方向上，两个小球的球心的高度要相等，即两个小球的半径要相等；同时，为保证入碰小球不反弹，需要入碰小球的质量大于被碰小球的质量，即m1＞m2．故选：C．
（2）实验时，先让入射球ml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ml从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相碰，并多次重复．测量平均落点的位置，找到平抛运动的水平位移设落地时间为t，则 ， ， ．而动量守恒的表达式是m1v0=m1v1+m2v2
若两球相碰前后的动量守恒，则m1OM+m2ON=m1OP 成立．
因此为完成此实验，需要测量的物理量有：两个小球的质量m1、m2；m1、m2碰撞前后平均落地点的位置M、P、N；平抛射程OM，OP，ON．故选ADE。
（3）根据（2）的分析可知，若两球相碰前后的动量守恒，则要验证的表达式为：．