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。

(1)圖中O點是小球拋出點在地面上的垂直投影。實驗時，先讓入射球m1多次從斜軌上S位置靜止釋放，找到其平均落地點的位置P，測量平拋射程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，分別找到m1、m2相碰后平均落地點的位置M、N.接下來要完成的必要步驟是______(填選項前的符號)

A.用天平測量兩個小球的質量m1、m2

B.測量小球m1開始釋放高度h

C.測量拋出點距地面的高度H

D.測量平拋射程OM、ON

(2)經(jīng)測定，m1=45.0g，m2=7.5g，小球落地點的平均位置距O點的距離如圖所示.碰撞前后m1的動量分別為p1與 ，碰撞結束時m2的動量為 實驗結果說明，碰撞前后總動量的比值_________。(保留兩位小數(shù))

(3)有同學認為，在上述實驗中僅更換兩個小球的材質，其他條件不變，可以使被碰小球做平拋運動的射程增大.請你用紙帶中已知的數(shù)據(jù)，分析和計算出被碰小球m2平拋運動射程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)動量守恒定律，有

小球碰前碰后從同一高度做平拋運動，即平拋運動時間相等，根據(jù)平拋運動特點有

x1表示碰前小球平拋運動水平位移，x1'、x2分別表示碰后兩小球的位移。整理知要驗證動量守恒定律，需要驗證的關系式為

故實驗還需完成的必要步驟是：AD

（2）[2]碰撞前后總動量的比值

（3）[3]小球發(fā)生彈性碰撞時，被碰小球平拋射程最大，有

代入OP，得