Question

如图为某同学用来“验证碰撞中的动量守恒”的实验装置，实验时先让入射球从斜槽上滚下，经过斜槽末端做平抛运动，记下落地点；再让入射球从斜槽上滚下，在斜槽末端与静止靶球发生对心碰撞后均做平抛运动，记下落地点。由于小球做平抛运动的时间相等，所以可用平抛运动水平位移代替平抛初速度。实验中此同学用天平测得入射球质量为m₁，靶球质量为m₂。图中O点为轨道末端在记录纸上的竖直投影，M、P、N为两球平均落点位贸。则

（1）下列说法正确的是________

A．m₁<m₂

B．在同一组实验的不同碰撞中，每次入射球必须从同一高度由静止释放

C．安装轨道时，轨道末端必须水平，且两球在碰撞前瞬间球心等高

D．实验中需要测出小球在空中运动的时间

（2）如果测得m₁·OM+m₂·ON近似等于________，则认为成功验证了碰撞中的动量守恒。

Answer

（1）BC （2）m1·OP

【解析】(1) A、C、要保证碰撞后两个球做平抛运动，故斜槽轨道末端的切线必须水平，入射球质量要大于被碰球质量，即m1＞m2，防止碰后m1被反弹，同时为了对心碰撞，两小球的直径应相同，故A错误，C正确；B、为保证碰撞的初速度相同，入射球每次必须从轨道的同一位置由静止滚下，故C正确；D、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D错误；故选BC．

(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；