Question

如图1所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系．

如图1所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系．①关于本实验下列说法正确的是：______A．入射小球的质量应比被碰小球质量大B．小球与斜槽间的摩擦对实验没有影响C．入射球必须从同一高度释放D．斜槽一定要固定好，末端切线不需要调节水平②图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影．实验时，先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP．然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球m1从斜轨S位置静止释放，与小球m2相撞，并多次重复．接下来要完成的必要步骤是______．（填选项的符号）A．用天平测量两个小球的质量m1、m2B．测量小球m1开始释放高度hC．测量抛出点距地面的高度HD．分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、NE．测量平抛射程OM、ON③若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为______（用②中测量的量表示）；④经测定，m1=45.0g，m2=7.5g，小球落地点的平均位置距O点的距离分别为35.20cm、44.80cm、55.68cm如图2所示．实验结果说明，碰撞前、后总动量的比值p1p′1+p′2为______．

Answer 1

①A．为保证入射小球不反弹，入射小球的质量应比被碰小球质量大．故A正确；
B．被碰小球碰撞前后的时间仅由下落高度决定，两球下落高度相同，时间相同，所以水平速度可以用水平位移数值表示即可，小球与斜槽间的摩擦对实验没有影响．故B正确；
C．小球离开轨道后做平抛运动，由于小球抛出点的高度相等，它们在空中的运动时间相等，小球的水平位移与小球的初速度成正比，所以入射球必须从同一高度释放．故C正确；
D．小球离开轨道后做平抛运动．斜槽一定要固定好，末端切线需要调节水平．故D错误．
故选：ABC
②要验证动量守恒定律定律，即验证：m₁v₁=m₁v₂+m₂v₃，小球离开轨道后做平抛运动，它们抛出点的高度相等，在空中的运动时间t相等，
上式两边同时乘以t得：m₁v₁t=m₁v₂t+m₂v₃t，得：m₁OP=m₁OM+m₂ON，
因此本实验需要测量的量有两小球的质量m₁、m₂和平抛射程OM、ON，显然要确定两小球的平均落点M和N的位置．
实验的步骤为：ADE．
③由②可知，实验需要验证：m₁OP=m₁OM+m₂ON；
④把测量的小球的质量以及图中的距离代入动量守恒公式中，得：

p1

p′1+p′2

＝

45.0×0.4480

45.0×0.3520+7.5×0.5568

≈1．
故答案为：（1）A；（2）ACE；（3）m₁?OM+m₂?ON=m₁?OP　　（4）1