Question

如图所示，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）实验中，下列说法是正确的有：______________

A、斜槽末端的切线要水平，使两球发生对心碰撞

B、同一实验，在重复操作寻找落点时，释放小球的位置可以不同

C、实验中不需要测量时间，也不需要测量桌面的高度

D、实验中需要测量桌面的高度H

E、入射小球m₁的质量需要大于被碰小球m₂的质量

（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。分别找到m₁、m₂相碰后平均落地点的位置M、N ，用刻度尺测量出平抛射程OM、ON，用天平测量出两个小球的质量m₁、m₂ ，若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为：________________

Answer

（1）ACE；（2）m1OP=m1OM+m2ON．

【解析】

试题分析：（1）A、小球离开轨道后要做平抛运动，必须保证斜槽末端的切线要水平，两球要发生对心碰撞，故A正确；

B、同一实验，要保证小球做平抛运动的初速度相等，在重复操作寻找落点时，释放小球的位置必须相同，故B错误；

C、小球离开轨道后做平抛运动，小球的运动时间相等，水平位移与初速度成正比，实验中不需要测量时间，也不需要测量桌面的高度，故C正确；

D、由C可知，实验中不需要测量桌面的高度H，故D错误；

E、为防止两球碰撞后入射球反弹，入射小球m1的质量需要大于被碰小球m2的质量，故E正确；故选：ACE。

（2）小球离开轨道后做平抛运动，小球抛出点的高度相同，它们在空中的运动时间t相等，

如果碰撞过程动量守恒，则：m1v1=m1v1′+m2v2′，两边同时乘以t，得：m1v1t=m1v1′t+m2v2′t，则：m1OP=m1OM+m2ON；

故答案为：（1）ACE；（2）m1OP=m1OM+m2ON。

考点：验证动量守恒定律．

【名师点睛】该题考查用“碰撞试验器”验证动量守恒定律，该实验中，虽然小球做平抛运动，但是却没有用到速和时间，而是用位移x来代替速度v，成为是解决问题的关键。根据实验原理与实验注意事项分析答题。根据图示实验情景，应用动量守恒定律与平抛运动规律得出利用水平位移表示的动量守恒定律的表达式即可判断。