Question

如图所示，在做“碰撞中的动量守恒”的实验中，所用钢球质量m₁，玻璃球的质量为m₂，两球的半径均为r。实验时，钢球从斜槽上同一位置由静止释放，玻璃球置于小支柱上（设两球碰撞为弹性碰撞，小支柱不影响钢球的运动）。某同学重复10次实验得到如下图所示的记录纸，其中O是斜槽末端的投影点。回答下列问题：

（1）P点为_________________落点，M点为___________落点，N为________落点；

（2）安装和调整实验装置的两个主要要求是：______________________________。

测量得OM=x₁，OP=x₂，ON=x₃，则要验证的动量守恒关系式为（用题中所给相关符号表示）：_______________。

Answer

没放玻璃球时，钢球的平均落点或钢球单独滚下时的平均落点 碰撞后，钢球的平均落点 碰撞后，玻璃球的平均落点 斜槽末端保持水平，碰撞时两球球心在同一水平线上

【解析】（1）入射小球和被碰小球相撞后，被碰小球的速度增大，入射小球的速度减小，碰前碰后都做平抛运动，高度相同，落地时间相同，所以P点是没放玻璃球时，钢球的平均落地点，M点是碰后钢球的平均落地点，N点为碰后被碰玻璃球的平均落地点。

（2）为了保证小球做平抛运动，安装轨道时，轨道末端必须水平．否则会引起误差；为了发生对心碰撞，两球的直径需相同且在同一高度，否则会引起误差。碰撞过程中，如果水平方向动量守恒，由动量守恒定律得： ，小球做平抛运动时抛出点的高度相等，它们在空中的运动时间t相等，两边同时乘以时间t， ，由此表达式为： 。