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：先安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下重垂线所指的位置O。接下来的实验步骤如下：

步骤1：不放小球2，让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并落在地面上。重复多次，用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置；

步骤2：把小球2放在斜槽前端边缘位置B，让小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞，重复多次，并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置；

步骤3：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离，即线段OM、OP、ON的长度。

(1)对于上述实验操作，下列说法正确的是________。

A．应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下

B．斜槽轨道必须光滑

C．斜槽轨道末端必须水平

D．小球1质量应大于小球2的质量

(2)上述实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外，还需要测量的物理量有________。

A．A、B两点间的高度差h₁

B．B点离地面的高度h₂

C．小球1和小球2的质量m₁、m₂

D．小球1和小球2的半径r

(3)当所测物理量满足表达式____________(用所测物理量的字母表示)时，即说明两球碰撞遵守动量守恒定律。如果还满足表达式______________(用所测物理量的字母表示)时，即说明两球碰撞时无机械能损失。

Answer

ABC

【解析】试题分析：（1）因为每一步实验都需要重复多次确定落点的位置，平抛运动的初速度必须相等，所以小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下，A正确；只有小球1的质量大于小球2的质量，碰撞以后小球1的运动方向才不改变，所以小球1的质量应大于小球2的质量，C正确。故选AC。

（2）本实验需要验证的表达式是：,所以除需测量线段OM、OP、ON的长度外，还需要测量的物理量有小球1和小球2的质量m1、m2；

（3）发生弹性碰撞时，碰撞前后动能相等，即：，

根据平抛运动的规律：，，

联立得：

考点：验证动量守恒定律

【名师点睛】解决本题的关键掌握实验的原理，以及实验的步骤，因为运动时间相等，在验证动量守恒定律实验中，无需测出速度的大小，可以用位移代表速度。根据动量守恒定律的表达式，确定需要测量的物理量。如果发生的是弹性碰撞，碰撞前后动能相等。