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    2．如图，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B（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．小球做平抛运动的水平射程
    C．小球抛出点距地面的高度H
    （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ABD．（填选项前的符号）
    A．用天平测量两个小球的质量m1、m2
    B．分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N
    C．测量抛出点距地面的高度H
    D．测量平抛射程OM，ON
    E．测量小球m1开始释放高度h
    （3）若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为m1•OM+m2•ON=m1•OP（用第（2）小题中测量的量表示）；若碰撞是完全弹性碰撞，那么还应满足的表达式为m1•OM2+m2•ON2=m1•OP2（用第（2）小题中测量的量表示）．

    分析 （1）验证动量守恒定律实验中，质量可测而瞬时速度较难．因此采用了落地高度不变的情况下，水平射程来反映平抛的初速度大小，所以仅测量小球抛出的水平射程来间接测出速度．
    （2）过程中小球释放高度不需要，小球抛出高度也不要求．最后可通过质量与水平射程乘积来验证动量是否守恒．
    （3）根据碰撞前后动量守恒可以写成表达式，若碰撞为弹性碰撞，则碰撞前后动能相同．

    解答 解：（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，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，根据平抛运动规律，若落地高度不变，则运动时间不变，因此可以用水平射程大小来体现速度速度大小，故需要测量水平射程，故AC错误，B正确．
    （2）要验证动量守恒定律定律，即验证：m1v1=m1v2+m2v3，小球离开轨道后做平抛运动，它们抛出点的高度相等，在空中的运动时间t相等，
    上式两边同时乘以t得：m1v1t=m1v2t+m2v3t，得：m1OP=m1OM+m2ON，
    因此实验需要测量：两球的质量、小球的水平位移，故选：ABD；
    （3）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：
    v0=$\frac{OP}{t}$，v1=$\frac{OM}{t}$，v2=$\frac{ON}{t}$，
    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，则需要验证表达式m1•OM+m2•ON=m1•OP即可．
    若为弹性碰撞，则碰撞前后系统动能相同，则有：$\frac{1}{2}$mv02=$\frac{1}{2}$mv12+$\frac{1}{2}$mv22
    将速度表达式代入可得；应满足关系式：m1•OM2+m2•ON2=m1OP2．
    故答案为：（1）B； （2）ABD； （3）m1•OM+m2•ON=m1•OP      m1•OM2+m2•ON2=m1•OP2

    点评 该题考查用“碰撞试验器”验证动量守恒定律，该实验中，虽然小球做平抛运动，但是却没有用到速和时间，而是用位移x来代替速度v，成为是解决问题的关键．

    练习册系列答案
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