Question

【題目】如圖，用“碰撞實(shí)驗(yàn)器”可以驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，即研究?jī)蓚�(gè)小球在軌道水平部分碰撞前后的動(dòng)量關(guān)系。

(1)實(shí)驗(yàn)中，直接測(cè)定小球碰撞前后的速度是不容易的。但是，可以通過(guò)僅測(cè)量________(填選項(xiàng)前的符號(hào))，間接地解決這個(gè)問(wèn)題。

A．小球開始釋放高度h

B．小球拋出點(diǎn)距地面的高度H

C．小球做平拋運(yùn)動(dòng)的射程

(2)圖中O點(diǎn)是小球拋出點(diǎn)在地面上的垂直投影，實(shí)驗(yàn)時(shí)先讓入射球m1多次從傾斜軌道上S位置靜止釋放，找到其平均落地點(diǎn)的位置P，測(cè)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(fù)。接下來(lái)要完成的必要步驟是________。(填選項(xiàng)前的符號(hào))

A．用天平測(cè)量?jī)蓚�(gè)小球的質(zhì)量m1、m2

B．測(cè)量小球m1開始釋放高度h

C．測(cè)量拋出點(diǎn)距地面的高度H

D．分別找到m1、m2相碰后平均落地點(diǎn)的位置M、N

E．測(cè)量平拋射程OM、ON

(3)若兩球相碰前后的動(dòng)量守恒，其表達(dá)式可表示為_________[用(2)中測(cè)量的量表示]

(4)若兩球發(fā)生彈性正碰，則OM、ON、OP之間一定滿足的關(guān)系是________(填選項(xiàng)前的符號(hào))。

A.OP=ON-OM B.2OP=ON+OM C.OP-ON=2OM

Answer 1

【答案】C ADE m1·OM＋m2·ON＝m1·OP A

【解析】

（1）小球離開軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)，由于小球拋出點(diǎn)的高度相等，它們?cè)诳罩械倪\(yùn)動(dòng)時(shí)間相等，小球的水平位移與小球的初速度成正比，可以用小球的水平位移代替其初速度，即測(cè)量射程，故C正確，ABD錯(cuò)誤。

（2）要驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律定律，即驗(yàn)證：m1v1=m1v2+m2v3，小球離開軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)，它們拋出點(diǎn)的高度相等，在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t相等，上式兩邊同時(shí)乘以t得：m1v1t= m1v2t+ m2v3t，得：m1OP=m1OM+m2ON，因此實(shí)驗(yàn)需要過(guò)程為：測(cè)量?jī)汕虻馁|(zhì)量、確定落點(diǎn)從而確定小球的水平位移，故選ADE。

（3）由（2）可知，實(shí)驗(yàn)需要驗(yàn)證：m1OP=m1OM+m2ON。

（4）根據(jù)彈性碰撞的公式，碰撞后兩球的速度為：，顯然v2-v1=v0，因平拋運(yùn)動(dòng)中的時(shí)間相等，所以有：OP=ON-OM，故A正確，BCD錯(cuò)誤。