12.如圖,用“碰撞實(shí)驗(yàn)器”可以驗(yàn)證動量守恒定律,即研究兩個(gè)小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關(guān)系.
①實(shí)驗(yàn)中,直接測定小球碰撞前后的速度是不容易的,但是,可以通過僅測量C(填選項(xiàng)前的符號),間接地解決這個(gè)問題.
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多次從斜軌上S位置靜止釋放,找到其平均落地點(diǎn)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(fù).
接下來要完成的必要步驟是ADE(填選項(xiàng)前的符號).
A.用天平測量兩個(gè)小球的質(zhì)量m1、m2
B.測量小球m1開始釋放高度h
C.測量拋出點(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.測量平拋射程OM,ON
③若兩球相碰前后的動量守恒,其表達(dá)式可表示為m1OP=m1OM+m2ON(用(2)中測量的量表示);若碰撞是彈性碰撞,那么還應(yīng)滿足的表達(dá)式為${m}_{1}•\overline{O{P}^{2}}={m}_{1}•\overline{O{M}^{2}}+{m}_{2}\overline{O{N}^{2}}$(用(2)中測量的量表示).

分析 ①根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理分析答題.
②由動量守恒定律求出需要驗(yàn)證的表達(dá)式,根據(jù)表達(dá)式確定需要測量的量;
③根據(jù)②的分析確定需要驗(yàn)證的關(guān)系式.

解答 解:①小球離開軌道后做平拋運(yùn)動,由于小球拋出點(diǎn)的高度相等,它們在空中的運(yùn)動時(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,
故選:C.
②要驗(yàn)證動量守恒定律定律,即驗(yàn)證:m1v1=m1v2+m2v3,小球離開軌道后做平拋運(yùn)動,它們拋出點(diǎn)的高度相等,在空中的運(yùn)動時(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)需要測量:兩球的質(zhì)量、小球的水平位移,故選:ADE.
③由②可知,若兩球相碰前后的動量守恒,實(shí)驗(yàn)需要驗(yàn)證:m1OP=m1OM+m2ON;
若碰撞是彈性碰撞,那么還滿足:$\frac{1}{2}{m}_{1}{v}_{1}^{2}=\frac{1}{2}{m}_{1}{v}_{2}^{2}+\frac{1}{2}{m}_{2}{v}_{3}^{2}$
結(jié)合公式:x=vt
表達(dá)式整理為:${m}_{1}•\overline{O{P}^{2}}={m}_{1}•\overline{O{M}^{2}}+{m}_{2}\overline{O{N}^{2}}$
故答案為:(1)C;(2)ADE;(3)m1OP=m1OM+m2ON,${m}_{1}•\overline{O{P}^{2}}={m}_{1}•\overline{O{M}^{2}}+{m}_{2}\overline{O{N}^{2}}$

點(diǎn)評 實(shí)驗(yàn)的一個(gè)重要的技巧是入射球和靶球從同一高度作平拋運(yùn)動并且落到同一水平面上,故下落的時(shí)間相同,所以在實(shí)驗(yàn)的過程當(dāng)中把本來需要測量的速度改為測量平拋過程當(dāng)中水平方向發(fā)生的位移,可見掌握了實(shí)驗(yàn)原理才能順利解決此類題目.

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A.mg(d3-d1)sinθB.mg(d3-d1
C.$\frac{1}{2}$m($\frac{2wkse1z_{4}-wqc9slv_{2}}{2T}$)2D.$\frac{mjdk3yoh_{4}(pdyze78_{4}-23avtbxc_{2})}{8{T}^{2}}$

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