Question

【題目】如圖所示，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）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ml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ml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ml、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）經測定，m1=45.0g，m2=7.5g，小球落地點的平均位置距O點的距離如圖所示。碰撞前、后m1的動量分別為p1與p1，則p1:p1="____" :11；若碰撞結束時m2的動量為p2，則p1: p2=11:_______。

實驗結果表明，碰撞前、后總動量的比值為____________。（此問結果保留三位有效數字）

Answer 1

【答案】①C ② ADE或DAE ③14 2.9 1.001.01

【解析】試題分析：（1）小球離開軌道后做平拋運動，小球拋出點的高度相同，故它們在空中的運動時間t相等，水平位移，即水平位移與初速度成正比，故實驗中不需要測量時間，也就不需要測量桌面的高度H，只需要測量小球做平拋運動的射程就可，選項C正確；（2）小球離開軌道后做平拋運動，小球拋出點的高度相同，故它們在空中的運動時間t相等，水平位移，知，，由動量守恒定律知，將速度表達式帶入得，解得，故要完成的必要步驟是ADE或DAE；（3）碰撞前、后m1的動量分別為p1與p1，由題意知，，故；若碰撞結束時m2的動量為p2，，故，碰撞前、后總動量的比值，此問結果在1.001.01范圍內均給分。