Question

如图，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，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是，可以通过仅测量 _______ (填选项前的符号)，间接地解决这个问题。

  A.小球开始释放高度h       
  B.小球做平抛运动的水平射程
  C.小球抛出点距地面的高度H
(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，把被碰小球静置于轨道的水平部分，再将入射球从斜轨上S位置静止释放，与小球相碰，并多次重复。接下来要完成的必要步骤是 _____ (填选项前的符号)

  A.用天平测量两个小球的质量、
  B.分别找到、相碰后平均落地点的位置M、N
  C.测量抛出点距地面的高度H
  D.测量平抛射程OM，ON
  E.测量小球开始释放高度h
(3)若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为  _________________；(用第(2)小题中测量的量表示)。

Answer

B ABD

【解析】（1）验证动量守恒定律实验中，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，根据平抛运动规律，若落地高度不变，则运动时间不变，因此可以用水平射程大小来体现速度速度大小，故需要测量水平射程，故AC错误，B正确；
（2）要验证动量守恒定律定律，即验证： ，小球离开轨道后做平抛运动，它们抛出点的高度相等，在空中的运动时间t相等，上式两边同时乘以得： ，得： ，因此实验需要测量：两球的质量、小球的水平位移，故选：ABD；
（3）根据平抛运动可知，落地高度相同，则运动时间相同，设落地时间为，则： ， ， ，而动量守恒的表达式是：
若两球相碰前后的动量守恒，则需要验证表达式即可。

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，而是用位移来代替速度，成为是解决问题的关键。