Question

【題目】研究兩個小球在軌道水平部分碰撞的規律（動量守恒定律）：先安裝好如圖1實驗裝置，在地上鋪一張白紙．白紙上鋪放復寫紙，記下重錘線所指的位置O．之后的實驗步驟如下：

步驟1：不放小球2，讓小球1從斜槽上A點由靜止滾下，并落在地面上．重復多次，用盡可能小的圓，把小球的所有落點圈在里面，其圓心就是小球落點的平均位置；

步驟2：把小球2放在斜槽前端邊緣位置B，讓小球1從A點由靜止滾下，使它們碰撞．重復多次，并使用與步驟1同樣的方法分別標出碰撞后兩小球落點的平均位置；

步驟3：用刻度尺分別測量三個落地點的平均位置M、P、N離O點的距離，即線段OM、OP、ON的長度．

（1）上述實驗除需測量線段OM、OP、ON的長度外，還需要測量的物理量有 ________ ．

A．A、B兩點間的高度差h1

B．B點離地面的高度h2

C．小球1和小球2的質量m1、m2

D．小球1和小球2的半徑r

（2）當所測物理量滿足 ________________ 時（用所測物理量的字母表示），說明兩球碰撞遵守動量守恒定律．如果還滿足_________________時（用所測物理量的字母表示），說明兩球碰撞發生彈性碰撞．

Answer 1

【答案】 C m1OP=m1OM+m2ON m1（OP）2=m1（OM）2+m2（ON）2

【解析】試題分析：（1）根據實驗的原理確定需要測量的物理量．（2）根據動量守恒定律及機械能守恒定律可求得動量守恒及機械能守恒的表達式；

（1）根據動量守恒得， ，所以除了測量線段OM、OP、ON的長度外，還需要測量的物理量是小球1和小球2的質量，C正確．
（2）因為平拋運動的時間相等，則水平位移可以代表速度，OP是A球不與B球碰撞平拋運動的位移，該位移可以代表A球碰撞前的速度，OM是A球碰撞后平拋運動的位移，該位移可以代表碰撞后A球的速度，ON是碰撞后B球的水平位移，該位移可以代表碰撞后B球的速度，當所測物理量滿足表達式，說明兩球碰撞遵守動量守恒定律，由功能關系可知，只要成立則機械能守恒，即，故，說明碰撞過程中機械能守恒．