Question

碰撞的恢复系数的定义为，其中v₁₀和v₂₀分别是碰撞前两物体的速度，v₁和v₂分别是碰撞后物体的速度。弹性碰撞的恢复系数e=1，非弹性碰撞的e<1。某同学借用验证动力守恒定律的实验装置（如图所示）验证弹性碰撞的恢复系数是否为1，实验中使用半径相等的钢质小球1和2（它们之间的碰撞可近似视为弹性碰撞），且小球1的质量大于小球2的质量。

实验步骤如下：安装好实验装置，做好测量前的准备，并记下重锤线所指的位置O。
第一步，不放小球2，让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并落在地面上。重复多次，用尽可能小的圆把小球的所落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置；
第二步，把小球2 放在斜槽前端边缘处C点，让小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞。重复多次，并使用与第一步同样的方法分别标出碰撞后小球落点的平均位置；
第三步，用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置离O点的距离，即线段OM、OP、ON的长度。
上述实验中：
（1）P点是________________平均位置，M点是________________平均位置，N点是________________平均位置。
（2）请写出本实验的原理________________，写出用测量量表示的恢复系数的表达式________________。
（3）三个落地点距O点的距离OM、OP、ON与实验所用的小球质量是否有关系？________________。

Answer 1

（1）实验的第一步中小球1落点，小球1与小球2碰后小球1落点，小球2落点
（2）小球从槽口C飞出后作平抛运动的时间相同，假设为t，则有



小球2碰撞前静止，即

（3）OP与小球的质量无关，OM和ON与小球的质量有关