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：先安裝好實驗裝置，在地上鋪一張白紙，白紙上鋪放復寫紙，記下重垂線所指的位置O。接下來的實驗步驟如下：

步驟1：不放小球2，讓小球1從斜槽上A點由靜止滾下，并落在地面上。重復多次，用盡可能小的圓，把小球的所有落點圈在里面，其圓心就是小球落點的平均位置；

步驟2：把小球2放在斜槽前端邊緣位置B，讓小球1從A點由靜止滾下，使它們碰撞，重復多次，并使用與步驟1同樣的方法分別標出碰撞后兩小球落點的平均位置；

步驟3：用刻度尺分別測量三個落地點的平均位置M、P、N離O點的距離，即線段OM、OP、ON的長度。

(1)對于上述實驗操作，下列說法正確的是________。

A．應使小球每次從斜槽上相同的位置自由滾下

B．斜槽軌道必須光滑

C．斜槽軌道末端必須水平

D．小球1質量應大于小球2的質量

(2)上述實驗除需測量線段OM、OP、ON的長度外，還需要測量的物理量有________。

A．A、B兩點間的高度差h1

B．B點離地面的高度h2

C．小球1和小球2的質量m1、m2

D．小球1和小球2的半徑r

(3)當所測物理量滿足表達式____________(用所測物理量的字母表示)時，即說明兩球碰撞遵守動量守恒定律。如果還滿足表達式______________(用所測物理量的字母表示)時，即說明兩球碰撞時無機械能損失。

Answer 1

【答案】ABC

【解析】試題分析：（1）因為每一步實驗都需要重復多次確定落點的位置，平拋運動的初速度必須相等，所以小球每次從斜槽上相同的位置自由滾下，A正確；只有小球1的質量大于小球2的質量，碰撞以后小球1的運動方向才不改變，所以小球1的質量應大于小球2的質量，C正確。故選AC。

（2）本實驗需要驗證的表達式是：,所以除需測量線段OM、OP、ON的長度外，還需要測量的物理量有小球1和小球2的質量m1、m2；

（3）發生彈性碰撞時，碰撞前后動能相等，即：，

根據平拋運動的規律：，，

聯立得：