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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。如图所示,先安装好实验装置,在地上铺一张白纸,白纸上铺放复写纸,记下重垂线所指的位置O。

实验步骤如下:

步骤1:不放小球2,让小球1从斜槽上A点由静止滚下,并落在埤面上。重复多次,用尽可能小的圆,把小球的所有落点圈在里面,其圆心就是小球落点的平均位置;

步骤2:把小球2放在斜槽前端边缘位置B,让小球1从A点由静止滚下,使它们碰撞。重复多次,

并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置;

步骤3:用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离,即线段OM、OP、ON的长度。

(1)上述实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外,还需要测量的物理量有(____)

A.小球1和小球2的质量m1、m2

B.B点离地面的高度h2

C.A、B两点间的高度差h

D.小球1和小球2的半径r

(2)当所测物理量满足表达式___________(用所测物理量的字母表示)时,即说明两球碰撞遵守动量守恒定律。

(3)完成上述实验后,某实验小组对上述装置进行了改造,如图所示的圆弧为圆心在斜槽末端的1/4圆周。使小球1仍从斜槽上A点由静止滚下,重复实验步骤1和2的操作,得到两球落在圆弧上的平均落点为M'、P'、N'。测得斜槽末端与M'、P'、N'三点的连线与竖直方向的夹角分别为1、2、3,则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为___________(用所测物理量的字母表达)

高三物理实验题困难题

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