《2025年新坐标同步练习高中物理选择性必修第一册人教版青海专版》

例 1 (2025·江苏淮安市期中)某小组用如图甲所示的“碰撞实验器”来验证两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量守恒定律。图甲中 $O$ 点是小球抛出点在水平地面上的垂直投影。实验时,先让小球 $A$ 多次从斜槽上位置 $G$ 点由静止释放,找到其落点的平均位置 $P$,测量平抛射程 $OP$。然后把小球 $B$ 静置于轨道水平部分末端的位置 $R$ 点,再将小球 $A$ 从斜槽上位置 $G$ 处由静止释放,与小球 $B$ 碰撞,如此重复多次,$M$、$N$ 为两球碰后的平均落点,重力加速度为 $g$,回答下列问题：
(1)关于实验操作,下列说法正确的是(AC)。
A. 小球 $A$ 每次必须在斜槽上相同的位置由静止滚下
B. 小球 $A$ 可以在斜槽上不同的位置由静止滚下
C. 斜槽轨道末端必须水平
D. 斜槽轨道必须光滑
(2)若 $A$ 小球质量为 $m_1$、半径为 $r_1$,$B$ 小球质量为 $m_2$、半径为 $r_2$,要保证碰撞时 $A$ 小球不反弹且能发生正碰,则 $A$、$B$ 两小球需满足的关系是(B)。
A. $m_1 ＞ m_2$,$r_1 ＞ r_2$
B. $m_1 ＞ m_2$,$r_1 = r_2$
C. $m_1 ＜ m_2$,$r_1 ＞ r_2$
D. $m_1 ＜ m_2$,$r_1 = r_2$
(3)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(C)。
A. $G$、$R$ 两点间的高度差 $h_1$
B. $R$ 点离地面的高度 $h_2$
C. 小球 $A$ 和小球 $B$ 的质量 $m_1$、$m_2$
D. 小球 $A$ 和小球 $B$ 的半径 $r_1$、$r_2$
(4)为了验证动量守恒定律,需要验证的表达式是$m_1·OP=m_1·OM+m_2·ON$(用 $m_1$、$m_2$、$OM$、$OP$、$ON$ 来表示)。
(5)若实验中得出的落点情况如图乙所示,假设碰撞过程中动量守恒,则入射小球 $A$ 的质量 $m_1$ 与被碰小球 $B$ 的质量 $m_2$ 之比为4:1。

答案：
(1)AC
(2)B
(3)C
(4)m₁·OP=m₁·OM+m₂·ON
(5)4:1