Question

【題目】如圖，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，可以通過僅測量 _______ (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.小球做平拋運動的水平射程
C.小球拋出點距地面的高度H
(2)圖中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，把被碰小球靜置于軌道的水平部分，再將入射球從斜軌上S位置靜止釋放，與小球相碰，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、
B.分別找到、相碰后平均落地點的位置M、N
C.測量拋出點距地面的高度H
D.測量平拋射程OM，ON
E.測量小球開始釋放高度h
(3)若兩球相碰前后的動量守恒，其表達式可表示為 _________________；(用第(2)小題中測量的量表示)。

Answer 1

【答案】 B ABD

【解析】（1）驗證動量守恒定律實驗中，即研究兩個小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關系，直接測定小球碰撞前后的速度是不容易的，根據(jù)平拋運動規(guī)律，若落地高度不變，則運動時間不變，因此可以用水平射程大小來體現(xiàn)速度速度大小，故需要測量水平射程，故AC錯誤，B正確；
（2）要驗證動量守恒定律定律，即驗證： ，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，上式兩邊同時乘以得： ，得： ，因此實驗需要測量：兩球的質量、小球的水平位移，故選：ABD；
（3）根據(jù)平拋運動可知，落地高度相同，則運動時間相同，設落地時間為，則： ， ， ，而動量守恒的表達式是：
若兩球相碰前后的動量守恒，則需要驗證表達式即可。