Question

【題目】如圖為“碰撞中的動量守恒”實驗裝置示意圖

（1）入射小球m1與被碰小球m2直徑相同，均為d，它們的質量相比較，應是m1m2 ． （填大于、等于或小于）
（2）為了保證小球做平拋運動，必須調整斜槽使 ．
（3）圖2中O點是小球拋出點在地面上的垂直投影．實驗時，先讓入射球ml多次從斜軌上S位置靜止釋放，找到其平均落地點的位置P，測量平拋射程OP．
然后，把被碰小球m2靜置于軌道的水平部分，再將入射球ml從斜軌上S位置靜止釋放，與小球m2相碰，并多次重復．接下來要完成的必要步驟是 ． （填選項前的符號）
A．用天平測量兩個小球的質量m1、m2
B．測量小球m1開始釋放高度h
C．測量拋出點距地面的高度H
D．分別找到m1、m2相碰后平均落地點的位置M、N
E．測量平拋射程OM，ON
（4）若兩球相碰前后的動量守恒，其表達式可表示為 （用（3）中測量的量表示）．

Answer 1

【答案】
（1）大于
（2）其末端切線水平
（3）A、D、E
（4）m1OP=m1OM+m2ON
【解析】解：（1）入射小球1與被碰小球2直徑相同，即d1=d2 ， 為防止兩球碰撞后入射球反彈，入射球質量應大于被碰球質量，即：m1＞m2 ． （2）要小球做平拋運動，則斜槽的末端必須水平．（3）碰撞過程動量守恒，則m1v0=m1v1+m2v2 ， 兩邊同時乘以時間t得：m1v0t=m1v1t+m2v2t，則m1OP=m1OM+m2ON，
因此A實驗需要測量兩球的質量，然后確這落點的位置，再確定兩球做平拋運動的水平位移，故選ADE．（4）由（3）可知，實驗需要驗證的表達式為：m1OP=m1OM+m2ON．
所以答案是：（1）大于；（2）其末端切線水平；（3）ADE；（4）m1OP=m1OM+m2ON．
【考點精析】通過靈活運用動量守恒定律，掌握動量守恒定律成立的條件：系統不受外力或系統所受外力的合力為零；系統所受的外力的合力雖不為零，但系統外力比內力小得多；系統所受外力的合力雖不為零，但在某個方向上的分量為零，則在該方向上系統的總動量的分量保持不變即可以解答此題．