Question

（4分）如圖1－10，用“碰撞實驗器”可以驗證動量守恒定律，即研究兩個小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關系．

(1)實驗中，直接測定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是，可以通過僅測量________(填選項前的符號)，間接地解決這個問題．
A小球開始釋放高度h
B小球拋出點距地面的高度H
C小球做平拋運動的射程
(2) （6分）圖中O點是小球拋出點在地面上的垂直投影．實驗時，先讓入射球m₁多次從斜軌上S位置靜止釋放，找到其平均落地點的位置P，測量平拋射程OP.然后，把被碰小球m₂靜置于軌道的水平部分，再將入射球m₁從斜軌上S位置靜止釋放，與小球m₂相碰，并多次重復．接下來要完成的必要步驟是________．(填選項前的符號)

A．用天平測量兩個小球的質量m1、m2

B．測量小球m1開始釋放高度h

C．測量拋出點距地面的高度H

D．分別找到m1、m2相碰后平均落地點的位置M、N

E．測量平拋射程OM，ON
(3) （8分）
若兩球相碰前后的動量守恒，其表達式可表示為____  _（用第(2)小題中測量的量表示）；
若碰撞是彈性碰撞，那么還應滿足的表達式為____  ____（用第(2)小題中測量的量表示）．

Answer 1

(1)（4分）C　(2)（6分）ADE或DEA或DAE　
(3)（每式8分）m₁·OM＋m₂·ON＝m₁·OP　       m₁·OM²＋m₂·ON²＝m₁·OP²

：①如前面的分析，可以用位移x來代替速度v，因此待測的物理量就是位移x、小球的質量m．
②待測的物理量就是位移x（水平射程OM，ON）和小球的質量m，所以，要完成的必要步驟是ADE．
③若兩球相碰前后的動量守恒，則m₁v₀₌m₁v₁+m₂v₂，又OP=v₀t，OM=v₁t，ON=v₂t，代入得：m₁OP=m₁OM+m₂ON
若碰撞是彈性碰撞，滿足動能守恒，則：m₁=m₁+ m₂，代入得；m₁OP²=m₁OM²+m₂ON²
故答案為：①C；②ADE；③m₁OP=m₁OM+m₂ON m₁OP²=m₁OM²+m₂ON²