Question

【題目】如圖甲所示，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，可以通過僅測(cè)量________（填選項(xiàng)前的符號(hào)），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(dòng)的射程

（2）圖甲中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(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）經(jīng)測(cè)定，m1="45.0" g，m2="7.5" g，小球落地點(diǎn)的平均位置距O點(diǎn)的距離如圖乙所示。碰撞前、后m1的動(dòng)量分別為p1與p1'，則p1:p1'=__________:11；若碰撞結(jié)束時(shí)m2的動(dòng)量為p2'，則p1':p2'=11:__________。實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明，碰撞前、后總動(dòng)量的比值為_______。

Answer 1

【答案】（1）C；（2）ADE；（3）m1×OP=m1×OM+m2×ON或者【m1（OP－OM）=m2×ON】；（4）14；2.9；1～1.01。

【解析】試題分析：（1）因?yàn)樾∏蛳侣涞母叨认嗟�，即下落的時(shí)間相等，故可以通過測(cè)量其平拋的射程計(jì)算小球碰撞前后的速度大小，故選C；（2）驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律時(shí)，需要用到小球的質(zhì)量，故需要用天平測(cè)量?jī)蓚�(gè)小球的質(zhì)量，步驟A是必要的；然后再找出兩個(gè)小球平均落地點(diǎn)的位置M、N，步驟D是必要的；最后還要測(cè)量平拋射程OM與ON的大小，故步驟E也是必要的；（3）由于小球的落地時(shí)間都是相等的，故用水平射程可以表示小球速度的大小，若動(dòng)量守恒，則碰撞前的動(dòng)量m1×OP，應(yīng)該等于碰撞后的動(dòng)量m1×OM+m2×ON，即m1×OP=m1×OM+m2×ON或者【m1（OP－OM）=m2×ON】；（4）碰撞前后m1的動(dòng)量之比p1：p1'=OP：OM=44.80cm：35.20cm=14：11；碰撞結(jié)束時(shí)m2的動(dòng)量為p2'，則p1'：p2'=（45.0×35.20）：（7.5×55.68）=11：2.9；可見，p1為14份，p1′為11份，p2′為2.9份，故碰撞前、后總動(dòng)量的比值為14:13.9≈1。