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  • 1. (2020高二上·洮南月考) 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: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。接下来的实验步骤如下:

    步骤1:不放小球2,让小球1从斜槽上A点由静止滚下,并落在地面上。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对于上述实验操作,下列说法正确的是

    A.应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下

    B.斜槽轨道必须光滑

    C.斜槽轨道末端必须水平

    D.小球1质量应大于小球2的质量

    ②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.A、B两点间的高度差h1

    B.B点离地面的高度h2

    C.小球1和小球2的质量m1、m2

    D.小球1和小球2的半径r

    ③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.如果还满足表达式(用所测物理量的字母表示)时,即说明两球碰撞时无机械能损失;

    ④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.在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面,斜面的顶点与水平槽等高且无缝连接.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,得到两球落在斜面上的平均落点M′、P′、N′。用刻度尺测量斜面顶点到M′、P′、N′三点的距离分别为l1、l2、l3。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示)。

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