“探究碰撞中的不变量”的实验中：（1）入射小球m1=15g，原静止的被碰小球m2=10g，由实验测得它们在碰撞前后的x-t图象如图1，可知入射小球碰撞后的m1v′1是kg•m/s，入射小球碰撞前的m

Question

“探究碰撞中的不变量”的实验中：
（1）入射小球m₁=15g，原静止的被碰小球m₂=10g，由实验测得它们在碰撞前后的x-t图象如图1，可知入射小球碰撞后的m₁v′₁是______ kg•m/s，入射小球碰撞前的m₁v₁是______ kg•m/s，被碰撞后的m₂v′₂是______kg•m/s．由此得出结论______．
（2）实验装置如图2所示，本实验中，实验必须要求的条件是______
A．斜槽轨道必须是光滑的
B．斜槽轨道末端点的切线是水平的
C．入射小球每次都从斜槽上的同一位置无初速释放
D．入射球与被碰球满足m_a＞m_b，r_a=r_b
（3）图中2M、P、N分别为入射球与被碰球对应的落点的平均位置，则实验中要验证的关系是______
A．m_a•ON=m_a•OP+m_b•OM         B．m_a•OP=m_a•ON+m_b•OM
C．m_a•OP=m_a•OM+m_b•ON         D．m_a•OM=m_a•OP+m_b•ON．

Answer 1

（1）由图1所示图象可知，碰撞前球1的速度：v₁=(x1)/(t1)=(0.2)/(0.2)=1m/s，
碰撞后，球的速度：v₁′=(x1′)/(t1′)=(0.30−0.20)/(0.4−0.2)=0.5m/s，v₂′=(x2′)/(t2′)=(0.35−0.20)/(0.4−0.2)=0.75m/s，
入射小球碰撞后的m₁v′₁=0.015×0.5=0.0075kg•m/s，入射小球碰撞前的m₁v₁=0.015×1=0.015 kg•m/s，
被碰撞后的m₂v′₂=0.01×0.75=0.075kg•m/s，碰撞前系统总动量p=m₁v₁=0.015kg•m/s，
碰撞后系统总动量p′=m₁v′₁+m₂v′₂=0.015kg•m/s，p′=p，由此可知：碰撞过程中动量守恒；
（2）A、“验证动量守恒定律”的实验中，是通过平抛运动的基本规律求解碰撞前后的速度的，只要离开轨道后做平抛运动，对斜槽是否光滑没有要求，故A错误；
B、要保证每次小球都做平抛运动，则轨道的末端必须水平，故B正确；
C、要保证碰撞前的速度相同，所以入射球每次都要从同一高度由静止滚下，故C正确；
D、为了保证小球碰撞为对心正碰，且碰后不反弹，要求m_a＞m_b，r_a=r_b，故D正确．故选BCD．
（3）要验证动量守恒定律定律即：m_av₀=mav₁+m_bv₂，小球做平抛运动，根据平抛运动规律可知根据两小球运动的时间相同，上式可转换为：m_av₀t=m_av₁t+m_bv₂t，
故需验证m_aOP=m_aOM+m_bON，因此ABD错误，C正确．故选C．
故答案为：（1）0.0075；0.015；0.0075；碰撞过程中动量守恒；（2）BCD；（3）C．