Question

【题目】如图1所示，用“碰撞试验器”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）图1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__．（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

（2）若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为__（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）．

（3）经测定，m1=45.0g，m2=7.5g，小球落地点的平均位置距O点的距离如图2所示．碰撞前、后m1﹣的动量分别为p1与p1′，则p1：p1′=__：11；若碰撞结束时m2的动量为p2′，则p1′：p2′=11：__．实验结果说明，碰撞前、后总动量的比值为__．

Answer 1

【答案】 ADE

【解析】（1）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，因此步骤中D、E是必须的，而且D要在E之前，至于用天平秤质量先后均可以，所以答案是ADE或DEA；

（2）设落地时间为t，则，，；

而动量守恒的表达式是，

动能守恒的表达式是，

所以若两球相碰前后的动量守恒，则成立，

若碰撞是弹性碰撞，动能是守恒的，则有成立；

（3）碰撞前后m1动量之比：

（1～1.01均正确）。