1、学生用书P1301某同学用如图所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来探究碰撞过程中的不变量，图中PQ是斜槽，QR为水平槽，实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹重复上述操作10次，得到10个落点痕迹再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置G由静止开始滚下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹重复这种操作10次图中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点(1)安装器材时要注意：固定在桌边上的斜槽末端的切线要沿_方向(2)某次实验中，得出小球落点情况如图所示(单位是cm)，P、M、N分别是入射小球在碰前、碰后和被碰小
2、球在碰后落点的平均位置(把落点圈在内的最小圆的圆心)，则入射小球和被碰小球质量之比为m1m2_解析：(1)为保证小球滚落后做平抛运动，斜槽末端的切线要沿水平方向(2)由碰撞过程中mv的乘积总量守恒可知m1m1m2(t为运动时间)代入数据可解得m1m241.答案：(1)水平(2)412(2020山东济宁模拟)为了验证碰撞中的动量守恒和检验两个小球的碰撞是否为弹性碰撞，某同学选取了两个体积相同、质量相差比较大的小球，按下述步骤做了实验：用天平测出两小球的质量(分别为m1和m2，且m1m2)按图示安装好实验器材，将斜槽AB固定在桌边，使槽的末端切线水平，将一斜面BC连接在斜槽末端先不放小球m2，让小
3、球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚下，记下小球在斜面上的落点位置将小球m2放在斜槽末端边缘处，让小球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚下，使它们发生碰撞，分别记下小球m1和m2在斜面上的落点位置用毫米刻度尺量出各个落点位置到斜槽末端点B的距离图中D、E、F点是该同学记下小球在斜面上的落点位置，到B点的距离分别为LD、LE、LF.根据该同学的实验，回答下列问题：(1)在不放小球m2时，小球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚下，m1的落点在图中的_点，把小球m2放在斜槽末端边缘处，小球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚下，使它们发生碰撞，碰后小球m1的落点在图中的_点(2)若碰撞过程中，动量和机械能均守恒，不计
4、空气阻力，则下列表达式中正确的有_Am1LFm1LDm2LEBm1Lm1Lm2LCm1LEm1LDm2LFDLELFLD解析：(1)小球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚下，m1的落点在图中的E点，小球m1和小球m2相撞后，小球m2的速度增大，小球m1的速度减小，都做平抛运动，所以碰撞后m1球的落地点是D点，m2球的落地点是F点(2)设斜面倾角为，小球落点到B点的距离为L，小球从B点抛出时速度为v，则竖直方向有Lsin gt2，水平方向有Lcos vt，解得v，所以v.由题意分析得，只要满足m1v1m2v2m1v1，把速度v代入整理得：m1m1m2，说明两球碰撞过程中动量守恒；若两小球的碰撞是弹性
5、碰撞，则碰撞前后机械能没有损失，则要满足关系式：m1vm1vm2v，整理得m1LEm1LDm2LF，故C正确答案：(1)ED(2)C3(2020广西南宁兴宁区期末)如图所示，用碰撞实验器可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系(1)实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是，可以通过仅测量_(填选项前的符号)，间接地解决这个问题A小球开始释放高度hB小球抛出点距地面的高度HC小球做平抛运动的射程(2)图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时先让入射球m1多次从斜轨上Q位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP，然后，把被碰小球m2静置于轨
6、道的水平部分，再将入射球m1从斜轨上Q位置静止释放，与小球m2相碰，并多次重复接下来要完成的必要步骤是_(填选项前的符号)A用天平测量两个小球的质量m1、m2B测量小球m1开始释放的高度hC测量抛出点距地面的高度HD分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、NE测量平抛射程OM、ON(3)若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为_；若碰撞是弹性碰撞，那么还应满足的表达式为_均用(2)中测量的量表示解析：(1)小球碰前和碰后的速度都用平抛运动来测定，即v.而由Hgt2知，每次竖直高度相等，平抛时间相等即m1m1m2；则可得m1m1m2，故只需测射程，C正确(2)由表达式知，在已知时，需测量m
7、1、m2、和，故必要步骤为A、D、E.(3)若两球相碰前后的动量守恒，则m1v0m1v1m2v2，又v0t，v1t，v2t，代入得m1m1m2；若为弹性碰撞同时满足机械能守恒，则m1m1m2得m12m12m22.答案：(1)C(2)ADE(3)m1m1m2m12m12m224某实验小组的同学制作了一个弹簧弹射装置，轻弹簧两端各放一个金属小球(小球与弹簧不连接)，压缩弹簧并锁定，然后将锁定的弹簧和两个小球组成的系统放在内壁光滑的金属管中(管径略大于两球直径)，金属管水平固定在离地面一定高度处，如图所示解除弹簧锁定，则这两个金属小球可以同时沿同一直线向相反方向弹射现要测定弹射装置在弹射时所具有的弹
8、性势能，并探究弹射过程所遵循的规律，实验小组配有足够的基本测量工具，并按下述步骤进行实验：用天平测出两球质量分别为m1、m2；用刻度尺测出两管口离地面的高度均为h；解除弹簧锁定弹出两球，记录下两球在水平地面上的落点M、N.根据该小组同学的实验，回答下列问题：(1)要测定弹射装置在弹射时所具有的弹性势能，还需要测量的物理量有_A弹簧的压缩量xB两球落地点M、N到对应管口P、Q的水平距离x1、x2C小球直径D两球从弹出到落地的时间t1、t2(2)根据测量结果，可得弹性势能的表达式为_(3)用测得的物理量来表示，如果满足关系式_，则说明弹射过程中系统动量守恒解析：(1)弹簧弹出两球过程中，系统机械能守恒，要测定压缩弹簧的弹性势能，可转换为测定两球被弹出时的动能，实验中显然可以利用平抛运动测定平抛初速度以计算初动能，因此在测出平抛运动下落高度的情况下，只需测定两球落地点M、N到对应管口P、Q的水平距离x1、x2，所以选B.(2)平抛运动的时间t，初速度v0，因此初动能Ekmv，由机械能守恒定律可知，压缩弹簧的弹性势能等于两球平抛运动的初动能之和，即Ep.(3)若弹射过程中系统动量守恒，则m1v01m2v02，代入时间得m1x1m2x2.答案：(1)B(2)Ep(3)m1x1m2x2
