Question

【題目】如圖所示，用“碰撞實(shí)驗(yàn)器”可以驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，即研究?jī)蓚�(gè)小球在軌道水平部分碰撞前后的動(dòng)量關(guān)系。

(1)圖中O點(diǎn)是小球拋出點(diǎn)在地面上的垂直投影。實(shí)驗(yàn)時(shí)，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(diǎn)的位置P，測(cè)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(fù)，分別找到m1、m2相碰后平均落地點(diǎn)的位置M、N.接下來(lái)要完成的必要步驟是______(填選項(xiàng)前的符號(hào))

A.用天平測(cè)量?jī)蓚�(gè)小球的質(zhì)量m1、m2

B.測(cè)量小球m1開(kāi)始釋放高度h

C.測(cè)量拋出點(diǎn)距地面的高度H

D.測(cè)量平拋射程OM、ON

(2)經(jīng)測(cè)定，m1=45.0g，m2=7.5g，小球落地點(diǎn)的平均位置距O點(diǎn)的距離如圖所示.碰撞前后m1的動(dòng)量分別為p1與 ，碰撞結(jié)束時(shí)m2的動(dòng)量為 實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明，碰撞前后總動(dòng)量的比值_________。(保留兩位小數(shù))

(3)有同學(xué)認(rèn)為，在上述實(shí)驗(yàn)中僅更換兩個(gè)小球的材質(zhì)，其他條件不變，可以使被碰小球做平拋運(yùn)動(dòng)的射程增大.請(qǐng)你用紙帶中已知的數(shù)據(jù)，分析和計(jì)算出被碰小球m2平拋運(yùn)動(dòng)射程ON的最大值為_____cm.(保留兩位小數(shù))

Answer 1

【答案】AD 1.01 76.80

【解析】

（1）[1]根據(jù)動(dòng)量守恒定律，有

小球碰前碰后從同一高度做平拋運(yùn)動(dòng)，即平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)有

x1表示碰前小球平拋運(yùn)動(dòng)水平位移，x1'、x2分別表示碰后兩小球的位移。整理知要驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，需要驗(yàn)證的關(guān)系式為

故實(shí)驗(yàn)還需完成的必要步驟是：AD

（2）[2]碰撞前后總動(dòng)量的比值

（3）[3]小球發(fā)生彈性碰撞時(shí)，被碰小球平拋射程最大，有

代入OP，得