Question

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

步驟1：不放小球2，讓小球1從斜槽上A點(diǎn)由靜止?jié)L下，并落在地面上．重復(fù)多次，用盡可能小的圓，把小球的所有落點(diǎn)圈在里面，其圓心就是小球落點(diǎn)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(diǎn)由靜止?jié)L下，使它們碰撞．重復(fù)多次，并使用與步驟1同樣的方法分別標(biāo)出碰撞后兩小球落點(diǎn)的平均位置；

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

（1）上述實(shí)驗(yàn)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(diǎn)間的高度差h1

B．B點(diǎn)離地面的高度h2

C．小球1和小球2的質(zhì)量m1、m2

D．小球1和小球2的半徑r

（2）當(dāng)所測物理量滿足 ________________ 時(shí)（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(shí)（用所測物理量的字母表示），說明兩球碰撞發(fā)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(jù)實(shí)驗(yàn)的原理確定需要測量的物理量．（2）根據(jù)動量守恒定律及機(jī)械能守恒定律可求得動量守恒及機(jī)械能守恒的表達(dá)式；

（1）根據(jù)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(zhì)量，C正確．
（2）因?yàn)槠綊佭\(yùn)動的時(shí)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(yùn)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(yùn)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(dāng)所測物理量滿足表達(dá)式，說明兩球碰撞遵守動量守恒定律，由功能關(guān)系可知，只要成立則機(jī)械能守恒，即，故，說明碰撞過程中機(jī)械能守恒．