Question

【題目】如圖甲，用“碰撞實驗器”可以驗證動量守恒定律，即研究兩個小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關系．

（1）實驗中，直接測定小球碰撞前后的速度是不容易的．但是，可以通過測量_____（選填選項前的符號），間接地解決這個問題．

A．小球開始釋放高度h

B．小球拋出點距地面的高度H

C．小球做平拋運動的射程

（2）圖甲中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m1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m1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

（3）若兩球相碰前后的動量守恒，其表達式可表示為_____（用（2）中測量的量表示）；若碰撞是彈性碰撞，那么還應滿足的表達式為_____（用（2）中測量的量表示）．

（4）經測定，m1=45.0g，m2=7.5g，小球落地點的平均位置距O點的距離如圖乙所示．碰撞前、后m1的動量分別為p1與p1′，則p1：p1′=_____：11；若碰撞結束時m2的動量為p2′，則p1′：p2′=11：_____．

實驗結果說明，碰撞前、后總動量的比值為_____．

Answer 1

【答案】 C ADE 14 2.9 1.01

【解析】（1）實驗中，直接測定小球碰撞前后的速度是不容易的，可以通過平拋運動間接地測量，根據v= 知，高度相同，則時間相同，可以通過水平射程表示速度．故選C．

（2、3）要驗證動量守恒定律定律，即驗證：m1v1=m1v2+m2v3，小球離開軌道后做平拋運動，它們拋出點的高度相等，在空中的運動時間t相等，上式兩邊同時乘以t得：m1v1t=m1v2t+m2v3t，得：m1OP=m1OM+m2ON，

因此實驗需要測量：兩球的質量、小球的水平位移，故選：ADE．

若碰撞為彈性碰撞，則機械能守恒，則有： m1v12=m1v22+m2v32，即．

（4）p1：p1′=OP：OM=44.8：35.2=14：11，

p1′：p2′=m1OM：m2ON=45×35.20：7.5×55.68=11：2.9．

碰撞前、后總動量的比值