Question

【題目】某同學用圖甲所示示裝置來探究碰撞中的不變量

（1）實驗中，直接測定小球碰撞前后的速度是不容易的，可以通過僅測量______間接地解決這個問題（請將選項前的字母代號填在題前的橫線上）。

A.小球開始釋放時距離桌面的高度h

B.小球拋出點距地面的高度H

C.小球做平拋運動的水平位移

D.拋出點到落點的距離

（2）實驗步驟如下：

①取兩個半徑相同的小球A、B，實驗時先不放球，使球從斜槽上某一固定點C由靜止滾下，落到位于水平地面的記錄紙上留下痕跡，重復操作，從多次落點痕跡中找到平均落點，記為P；

②把月球靜置于水平槽前端邊緣處，讓球仍從C處由靜止滾下，月球和球碰撞后分別落在記錄紙上留下各自的痕跡，重復操作，從多次落點痕跡中找到平均落點，分別記為M和N；

③重垂線所指的位置在記錄紙上記為O點，將毫米刻度尺的0刻度線和O點對齊，如圖乙所示，測得各平均落點M、P、N到O點的距離分別為x1、x2、x3；

④若小球A、B的質量分別為m1、m2，則實驗需要探究的表達式為________________________（用步驟中所給的字母進行表示）。該同學測得小球A的質量m1=0.40kg，小球B的質量m2=0.20kg，則碰撞前m1 x2=_______________kgm；碰撞后m1 x1+m2 x3=_______________kgm；（上述兩空的計算結果保留三位有效數字）。在實驗誤差允許的范圍內，可認為碰撞前后A、B兩小球組成的系統動量守恒。

Answer 1

【答案】C 0.034 0.034

【解析】

（1）[1]．驗證動量守恒定律實驗中，即研究兩個小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關系，直接測定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是通過平拋的情況來代替時：設落地時間為t，則有：，落地高度不變情況下時間不變，水平射程來體現速度，故C正確，ABD錯誤。

（2）④[2]．要驗證的表達式為

因為

帶入可得：

[3][4]．由刻度尺讀出：x1=2.65cm；x2=8.60cm；x3=11.50cm；

碰撞前

m1 x2=0.40×0.0860=0.034kgm；

碰撞后

m1 x1+m2 x3=0.40×0.0265+0.20×0.1150=0.034kgm；