Question

【題目】某同學用如圖所示的裝置，利用兩個大小相同的小球做對心碰撞來驗證動量守恒定律，圖中AB是斜槽，BC是水平槽，它們連接平滑，O點為重錘線所指的位置．實驗時先不放置被碰球2，讓球1從斜槽上的某一固定位置G由靜止開始滾下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡，重復10次．然后將球2置于水平槽末端，讓球1仍從位置G由靜止滾下，和球2碰撞．碰后兩球分別在記錄紙上留下各自的痕跡，重復10次．實驗得到小球的落點的平均位置分別為M、N、P．

（1）在此實驗中，球1的質量為m1，球2的質量為m2，需滿足m1______m2（選填“大于”、“小于”或“等于”）．

（2）被碰球2飛行的水平距離由圖中線段______表示．

（3）若實驗結果滿足m1=______，就可以驗證碰撞過程中動量守恒．

Answer 1

【答案】 大于 OP

【解析】（1）在小球碰撞過程中水平方向動量守恒定律故有
在碰撞過程中動能守恒故有

解得

要碰后入射小球的速度，即，故答案為：大于。
（2）1球和2球相撞后，2球的速度增大，1球的速度減小，都做平拋運動，豎直高度相同，所以所以碰撞后2球的落地點是P點，所以被碰球2飛行的水平距離由圖中線段表示；
（3）N為碰前入射小球落點的位置，M為碰后入射小球的位置，P為碰后被碰小球的位置，
碰撞前入射小球的速度
碰撞后入射小球的速度
碰撞后被碰小球的速度
若則表明通過該實驗驗證了兩球碰撞過程中動量守恒，
帶入數據得：。