Question

用如图所示的装置可以验证动量守恒定律．

（1）实验中质量为的入射小球和质量为的被碰小球的质量关系是_______（选填“大于”、“等于”、“小于”）

（2）图中O点是小球抛出点在地面上的投影实验时，先让入射小球多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP然后，把被碰小球静置于轨道的水平部分，再将入射小球从斜轨上S位置静止释放，与小球相碰，并多次重复本操作．接下来要完成的必要步骤是______．（填选项前的字母）

A．用天平测量两个小球的质量、

B．测量小球开始释放的高度h

C．测量抛出点距地面的高度H

D．分别通过画最小的圆找到、相碰后平均落地点的位置M、N

E．测量平抛射程OM、ON

（3）若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为____________________________（用（2）中测量的量表示）；

（4）经过测定，，，小球落地的平均位置距O点的距离如图所示．若用长度代表速度，则两球碰撞前“总动量”之和为_______g·cm，两球碰撞后“总动量”之和为_______g·cm．

（5）用如图装置也可以验证碰撞中的动量守恒，实验步骤与上述实验类似．图中D、E、F到抛出点B的距离分别为．若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为_______

A．

B．

C．

D．

Answer

大于 ADE 2016 m2001 C

【解析】（1）在“验证碰撞中的动量守恒”实验中，为防止被碰球碰后反弹，入射球的质量必须大于被碰球的质量，（2）要验证动量守恒定律定律，即验证：，小球离开轨道后做平抛运动，它们抛出点的高度相等，在空中的运动时间t相等，上式两边同时乘以t得：，变形得：，因此实验需要测量：两球的质量、小球的水平位移，故选ADE．（3）由（2）分析，可知守恒表达式可表示为，（4）碰前的动量为，碰后的总动量为；（5）碰撞前，小球落在图中的E点，设其水平初速度为．小球和发生碰撞后，的落点在图中的D点，设其水平初速度为，的落点是图中的F点，设其水平初速度为．设斜面BC与水平面的倾角为，由平抛运动规律得：，，解得：，同理可解得：,，所以只要满足，即：，故选C.