Question

【題目】用“碰撞試驗(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)試驗(yàn)中，直接測(cè)定小球碰撞前后的速度是不容易的．但是，可以通過(guò)僅測(cè)量________(填選項(xiàng)前的序號(hào))，間接地解決這個(gè)問(wèn)題．

A．小球開(kāi)始釋放高度h

B．小球拋出點(diǎn)距地面的高度H

C．小球做平拋運(yùn)動(dòng)的射程

(2)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多次從斜軌上同一位置靜止釋放，找到其平均落地點(diǎn)的位置B，測(cè)量平拋射程OB。然后把被碰小球m2靜止于軌道的水平部分，再將入射小球m1從斜軌上相同位置靜止釋放，與小球m2相撞，并多次重復(fù)．接下來(lái)要完成的必要步驟是________(填選項(xiàng)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．分別找到m1，m2相碰后平均落地點(diǎn)的位置A、C

E．測(cè)量平拋射程OA,OC

(3)若兩球相碰前后的動(dòng)量守恒，其表達(dá)式可表示為_________________ (用(2)中測(cè)量的量表示)；

(4)若碰撞是彈性碰撞，那么還應(yīng)滿足的表達(dá)式為________________(用(2)中測(cè)量的量表示)．

Answer 1

【答案】 （1）C （2）ADE （3） （4）

【解析】（1）小球離開(kāi)軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)，由于小球拋出點(diǎn)的高度相等，它們?cè)诳罩械倪\(yùn)動(dòng)時(shí)間相等，小球的水平位移與小球的初速度成正比，可以用小球的水平位移代替其初速度，故選C．（2）要驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律定律，即驗(yàn)證： ，小球離開(kāi)軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)，它們拋出點(diǎn)的高度相等，在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t相等，則有： 、、，代入上式得： ，因此實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量：兩球的質(zhì)量、小球的水平位移，故選ADE．（3）由（2）可知，實(shí)驗(yàn)需要驗(yàn)證： ，若碰撞過(guò)程沒(méi)有動(dòng)能的損失，碰撞前后總動(dòng)能保持不變，則有： ，將、、代入得： .