Question

【題目】如圖所示，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(kāi)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(kāi)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)若兩球碰撞前后的動(dòng)量守恒，其表達(dá)式為____________________[用(2)中測(cè)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____________________[用(2)中測(cè)量的量表示]。

Answer 1

【答案】C ADE m1·OM＋m2·ON=m1·OP m1·OM2＋m2·ON2=m1·OP2

【解析】

(1)[1]．小球碰前和碰后的速度都可用平拋運(yùn)動(dòng)來(lái)測(cè)定，即v=

即

m1=m1＋m2

而由H=gt2知，每次下落豎直高度相等，平拋時(shí)間相等。則可得

m1·OP=m1·OM＋m2·ON

故只需測(cè)射程，因而選C。

(2)[2]．由表達(dá)式知：在OP已知時(shí)，需測(cè)量m1、m2、OM和ON，故必要步驟A、D、E。

(3) [3][4]．若兩球碰撞前后的動(dòng)量守恒，其表達(dá)式為

m1·OP=m1·OM＋m2·ON

若為彈性碰撞，則同時(shí)滿足動(dòng)能守恒。

即

m1·OP2=m1·OM2＋m2·ON2。