用半徑相同的小球1和小球2的碰撞驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律,實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示,斜槽與水平槽圓滑連接.安裝好實(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.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)實(shí)驗(yàn)中,直接測定小球碰撞前后的速度是不容易的.但是,可以通過測量
(填選項(xiàng)前的符號(hào)),間接地解決這個(gè)問題.
A.小球開始釋放高度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)本實(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h
1 B.B點(diǎn)離地面的高度h
2C.小球1和小球2的質(zhì)量m
1、m
2 D.小球1和小球2的半徑r
(3)經(jīng)測定,m
1=45.0g,m
2=7.5g,小球落地點(diǎn)的平均位置距O點(diǎn)的距離如圖乙所示.有同學(xué)認(rèn)為,在上述實(shí)驗(yàn)中僅更換兩個(gè)小球的材質(zhì),其它條件不變,可以使被碰小球做平拋運(yùn)動(dòng)的射程增大.請你用已知的數(shù)據(jù),分析和計(jì)算出被碰小球m
2平拋運(yùn)動(dòng)射程ON的最大值為
cm.
(4)完成上述實(shí)驗(yàn)后,某實(shí)驗(yàn)小組對上述裝置進(jìn)行了改造,如圖所示.在水平槽末端與水平地面間放置了一個(gè)斜面,斜面的頂點(diǎn)與水平槽等高且無縫連接.使小球1仍從斜槽上A點(diǎn)由靜止?jié)L下,重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟1和2的操作,得到兩球落在斜面上的平均落點(diǎn)M′、P′、N′.用刻度尺測量斜面頂點(diǎn)到M′、P′、N′三點(diǎn)的距離分別為l
1、l
2、l
3.則驗(yàn)證兩球碰撞過程中動(dòng)量守恒的表達(dá)式為
(用所測物理量的字母表示).