Question

【题目】如图甲所示，用半径相同的1、2两球的碰撞可以验证“动量守恒定律”。实验时先让质量为m1的1球从斜槽上某一固定位置S由静止开始滚下，进入水平轨道后，从轨道末端水平抛出，落到位于水平地面的复写纸上，在下面的白纸上留下痕迹。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹，再把质量为m2的2球放在水平轨道末端，让1球仍从位置S由静止滚下，1球和2球碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作10次。M、P、N为三个落点的平均位置，未放2球时，1球的落点是P点，O点是水平轨道末端在记录纸上的竖直投影点，如图乙所示。

（1）在这个实验中，为了尽量减小实验误差，两个小球的质量应满足m1___m2（选填“＞”、“<”或“=”）；

（2）关于本实验的实验操作，下列说法中正确的是________。（填选项前的字母）

A.如果小球每次从同一位置由静止释放，每次的落点一定是重合的

B.重复操作时发现小球的落点并不重合，说明实验操作中出现了错误

C.用半径尽量小的圆把10个落点圈起来，这个圆的圆心可视为小球落点的平均位置

D.仅调节斜槽上固定位置S，它的位置越低，线段OP的长度越大

（3）本实验中除了要测量OP、OM、ON的值以外，其他必须要测量的物理量，以下正确的有_________。（填选项前的字母）

A.必须测量小球1的质量m1和小球2的质量m2

B必须测量小球1开始释放的高度h

C必须测量抛出点距地面的高度H

D必须测量小球平抛运动的飞行时间

（4）当所测物理量满足表达式_____________，即说明两球碰撞遵守动量守恒定律。

A．m1OP=m1OM+m2ON B．m1OM=m1OP+m2ON

C．m1ON=m1OM+m2OP D．m1OP=m1ON+m2OM

Answer 1

【答案】＞ C A A

【解析】

（1）为了防止碰撞后小球反弹，需要入射小球质量大于被碰小球质量，m1>m2

（2）AB.因为每次实验中存在一定的误差，虽然小球每次从同一位置由静止释放，但每次的落点不一定是完全重合的，但在一定范围内相差不大，AB错误。

C.当选取落点时，用半径尽量小的圆把10个落点圈起来，这个圆的圆心可视为小球落点的平均位置，C正确。

D.S的位置越低，小球抛出速度越小，水平位移越小，OP的长度越小，D错误。

（3）根据平抛运动竖直方向：，水平方向：，根据动量守恒：，联立解得：m1OP=m1OM+m2ON，所以需要测量的有两小球的质量A正确BCD错误。

（4）根据（3）的分析，需要验证的表达式m1OP=m1OM+m2ON