Question

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關于本實驗下列說法正確的是：                      
A．入射小球的質量應比被碰小球質量大                                                                                                                                                                 
B．小球與斜槽間的摩擦對實驗沒有影響
C．入射球必須從同一高度釋放
D. 斜槽一定要固定好，末端切線不需要調節水平
②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S位置靜止釋放，與小球m₂相撞，并多次重復．
接下來要完成的必要步驟是______．(填選項的符號)
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．分別找到m₁、m₂相碰后平均落地點的位置M、N
E．測量平拋射程OM、ON
③若兩球相碰前后的動量守恒，其表達式可表示為________________________(用②中測量的量表示)；
④經測定，m₁＝45.0 g，m₂＝7.5 g，小球落地點的平均位置距O點的距離分別為35.20cm、44.80cm、55.68cm如圖所示．

實驗結果說明，碰撞前、后總動量的比值為________．
⑤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④中已知的數據，分析和計算出被碰小球m₂平拋運動射程ON的最大值為 ________ cm.

Answer 1

①ABC   ② ADE或DEA或DAE
③m₁·OM＋m₂·ON＝m₁·OP　�、堋�1～1.01�、�76.8

①被碰小球碰撞前后的時間僅由下落高度決定，兩球下落高度相同，時間相同，所以水平速度可以用水平位移數值表示．
②本實驗需要測量的量有兩小球的質量m₁、m₂和平拋射程OM、ON，顯然要確定兩小球的平均落點M和N的位置．
③碰撞過程中，動量守恒，即碰撞前的動量m₁·OP等于碰撞后的動量m₁·OM＋m₂·ON；
④把測量的小球的質量以及圖中的距離代入動量守恒公式中，就可以得出結果．
⑤當碰撞為彈性碰撞時，被碰小球射程最大，把數據代入③中的兩個方程，可以得出結果．