如图所示为“验证碰撞中的动量守恒”的实验装置.
(1)下列说法符合本实验要求的是______.
A.入射球比靶球质量大或者小均可
B.每次入射球必须从同一高度由静止释放
C.安装轨道时末端切线必须水平
D.实验中需要测量轨道末端离地面的高度
(2)实验中记录了轨道末端在记录纸上的竖直投影为O点,经多次释放入射球,在记录纸上找到了两球的平均落点位置M、P、N,并测得它们到O点的距离分别为、和.已知入射球的质量为m1,靶球的质量为m2,只要验证等式______成立,即可认为碰撞中的动量守恒.
(3)满足(2)的情况下,若满足等式______成立,即可认为碰撞为弹性碰撞.(仅用、和表示)
(1)A、为防止碰后m1被反弹,入射球质量要大于被碰球质量,即m1>m2,故A错误;
B、为保证碰撞的初速度相同,入射球每次必须从轨道的同一位置由静止滚下,故B正确;
C、为保证小球做平抛运动,安装轨道时末端切线必须水平,故C正确;
D、小球做平抛运动的时间由高度差决定,由于高度差一定,故平抛的时间都相同,故水平射程与平抛的初速度成正比,故不需要测量高度差,只要满足m1=m1+m2,就一定有m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′,故D错误;
故选:BC.
(2)实验要验证两个小球碰撞前后总动量守恒,即:m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′;
小球做平抛运动的时间由高度差决定,由于高度差一定,故平抛的时间都相同,故水平射程与平抛的初速度成正比,故不需要测量高度差,只要满足:m1=m1+m2;
(3)小球发生弹性碰撞,碰撞过程中系统动量守恒、机械能也守恒,根据守恒定律,有:
m1=m1+m2
m12=m12+m22
两式联立消去质量可得:2=2+•
再化解得到:=+
故答案为:(1)BC;(2)m1=m1+m2;(3)=+.